KR19990029792A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
반도체 집적회로 장치는, 메인 메모리부, 및 복수개의 메모리셀군으로 구성된 서브 메모리부를 구비하고, 상기 메인 메모리부의 임의 영역과 복수개의 상기 메모리 셀군 각각 사이에 쌍방향 데이터전송이 수행되며, 복수개의 상기 메모리 셀군은 독립적인 캐쉬 메모리로서 각각 기능한다. 따라서, 본 발명의 반도체 집적회로 장치는 복수개의 데이터 처리장치로부터 액세스되기에 적당한 메인 메모리를 갖는다.The semiconductor integrated circuit device includes a main memory unit and a sub memory unit including a plurality of memory cell groups, and bidirectional data transfer is performed between an arbitrary region of the main memory unit and each of the plurality of memory cell groups, and the plurality of memory cell groups. Each function as an independent cache memory. Thus, the semiconductor integrated circuit device of the present invention has a main memory suitable for being accessed from a plurality of data processing devices.
Description
본 발명은 반도체 집적회로 장치에 관한 것으로, 특히, 메인 메모리부 및 반도체 기판에 형성된 서브-메모리부, 및 그 메인 메모리부와 서브 메모리부 사이에 제공된 데이터 전송회로를 가지는 반도체 집적회로 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit device having a main memory unit and a sub-memory unit formed in the semiconductor substrate, and a data transfer circuit provided between the main memory unit and the sub memory unit. .
일반적으로, 일반용 DRAM 과 같은, 대기억용량을 갖는, 비교적 저속의 저렴한 반도체 장치가 컴퓨터 시스템의 메인 메모리로서 사용되고 있다.In general, relatively low-cost, low-cost semiconductor devices with atmospheric storage, such as general-purpose DRAMs, are used as main memory of computer systems.
최근의 컴퓨터 시스템에서는, 메인 메모리를 구성하는 DRAM 의 동작속도가 시스템, 특히 그 MPU 동작속도의 증가에 따라서 증가되고 있다. 그러나, DRAM 의 동작속도는 여전히 충분하지 않으며, 이 문제를 해결하기 위하여, MPU 와 메인 메모리 사이에 서브 메모리를 제공하는 것이 통례이다. 일반적으로, 이러한 서브 메모리는 캐쉬 메모리로서 지칭되며 고속 SRAM 또는 ECLRAM 으로 구성된다.In recent computer systems, the operating speed of the DRAM constituting the main memory has increased with the increase in the system, especially its MPU operating speed. However, the operating speed of DRAM is still not enough, and to solve this problem, it is customary to provide a sub memory between the MPU and the main memory. Generally, such sub memory is referred to as cache memory and consists of high speed SRAM or ECLRAM.
일반적으로, 캐쉬 메모리는 MPU 의 외부 또는 MPU 의 내부에 제공된다. 최신 워크스테이션 또는 퍼스널 컴퓨터에서, 반도체 메모리 장치는 하나로 형성된, 메인 메모리를 구성하는 DRAM 및 캐쉬 메모리인 고속 SRAM 으로 이루어지며, 동일한 반도체 기판이 사용된다. 일본 특개소 57-20983, 60-7690, 62-38590 및 특개평 1-146187호 공보에는 그와 같은 반도체 메모리의 예들이 개시되어 있다. 이와 같은 메모리는, 종종, 캐쉬 메모리 등으로 기능하는 DRAM 및 SRAM 을 포함하고 있기 때문에, 캐쉬 DRAM 또는 CDRAM 으로 지칭된다. 이러한 캐쉬 메모리는 DRAM 및 SRAM 에 쌍방향으로 데이터를 전송할 수 있다. 이들 종래 기술은 캐쉬 미스히트 (mishit) 의 경우에 데이터 전송동작의 지연과 같은 문제점들을 갖고 있으며, 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 기술들을 제안하였다. 그 제안된 기술들의 예가, 일본 특개평 4-252486, 4-318389 및 5-2872호에 개시되어 있다. 이들 특허공개 공보에 개시된 기술에서는, 래치 또는 레지스터 기능이 DRAM 부와 SRAM 부사이의 쌍방향 데이터 전송회로에 제공되어, SRAM 부로부터 DRAM 부로의 데이터 전송 및 DRAM 부로부터 SRAM 부로의 데이터 전송이 동시에 행해질수 있으며, 캐쉬 미스히트시에 데이터 전송속도 (카피 백 (copy back)) 가 증대될 수 있다. 이는 일본 특개평 4-318389호를 예로서 참조하여 설명하기로 한다. 도 92 는 CDRAM 의 메모리 어레이부의 구성예를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 92 에서, 반도체 메모리 장치는 다이나믹 메모리 셀을 포함한 DRAM 어레이 (9201), 스태틱 메모리 셀을 포함한 SRAM 어레이 (9202) 및 그 DRAM (9201) 과 SRAM (9202) 사이의 데이터 전송을 위한 쌍방향 전송게이트 회로 (9203) 를 포함한다. 그 DRAM 어레이 (9201) 와 SRAM 어레이 (9202) 에는 각각 로우 (row) 디코더 및 칼럼 (column) 디코더가 제공된다. DRAM 의 로우 디코더와 칼럼디코더 및 SRAM 의 로우 디코더와 칼럼 디코더에 부여된 어드레스는 상호 독립적으로, 서로 다른 어드레스 핀 단자를 통하여 주어진다. 도 93 및 도 94 는 쌍방향 전송게이트 회로의 구성을 자세히 나타낸 것이다. 이 구성에 따르면, SBL 로부터 GIO 로의 데이터 전송과 GIO 로부터 SBL 로의 데이터 전송이 서로 다른 데이터 전송경로를 통하여 이루어지므로, 래치 (9302) 및 증폭기 (9306) 의 기능에 의해 이들 데이터 전송을 동시에 수행하는 것이 가능하다.In general, cache memory is provided outside or inside the MPU. In modern workstations or personal computers, a semiconductor memory device is composed of a high speed SRAM, which is a DRAM and a cache memory, which constitute a main memory, formed as one, and the same semiconductor substrate is used. Japanese Unexamined Patent Publications Nos. 57-20983, 60-7690, 62-38590 and 1-146187 disclose examples of such semiconductor memories. Such memory is often referred to as cache DRAM or CDRAM because it includes DRAM and SRAM that function as cache memory and the like. Such a cache memory can transfer data bidirectionally to DRAM and SRAM. These prior arts have problems such as delay of data transfer operation in case of cache misshit, and propose techniques for solving such problems. Examples of the proposed techniques are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-252486, 4-318389 and 5-2872. In the techniques disclosed in these patent publications, a latch or register function is provided to the bidirectional data transfer circuit between the DRAM unit and the SRAM unit, so that data transfer from the SRAM unit to the DRAM unit and data transfer from the DRAM unit to the SRAM unit can be performed simultaneously. As a result, the data transfer rate (copy back) may be increased at cache miss hits. This will be described with reference to Japanese Patent Laid-Open No. 4-318389 as an example. 92 schematically shows an example of the configuration of a memory array section of a CDRAM. In FIG. 92, a semiconductor memory device includes a DRAM array 9201 including dynamic memory cells, an SRAM array 9202 including static memory cells, and a bidirectional transfer gate circuit for transferring data between the DRAM 9201 and the SRAM 9202. (9203). The DRAM array 9201 and the SRAM array 9202 are provided with a row decoder and a column decoder, respectively. The addresses given to the row decoder and the column decoder of the DRAM and the row decoder and the column decoder of the SRAM are independently provided through different address pin terminals. 93 and 94 show the configuration of the bidirectional transfer gate circuit in detail. According to this configuration, since the data transfer from the SBL to the GIO and the data transfer from the GIO to the SBL are made through different data transfer paths, performing these data transfers at the same time by the function of the latch 9302 and the amplifier 9306 is possible. It is possible.
그러나, 상술한 CDRAM 에서는 다음과 같은 문제점들을 갖고 있다. 첫째, 어드레스 핀 단자와 제어단자가 DRAM 어레이와 SRAM 어레이에 따로 제공되므로, 외부 핀 단자의 갯수가 단일 DRAM 에 비해 매우 많다. 따라서, 통상용 DRAM 등의 호환성에 대해, 반도체 메모리가 상부에 실장되는 기판 등의 호환성이 없다. 둘째, 쌍방향 전송게이트 회로에서는, 상술한 전송을 실현하기에 충분히 큰 면적을 각각 갖는 회로의 갯수가 제한되므로, 전송버스의 갯수가 제한되게 된다. 그 결과, DRAM 어레이와 SRAM 어레이 사이에 한번에 전송될 수 있는 비트수가 16비트로 제한되게 된다. 또한, 칼럼 선택라인이 배치되지 않은 영역에 전송버스가 배치되므로, 그 영역의 폭에 의해 전송버스의 갯수가 제한되게 된다. 일반적으로, 한번에 전송되는 비트수가 작아질 수록, 캐쉬 비트속도가 낮아지게 된다.However, the CDRAM described above has the following problems. First, since address pin terminals and control terminals are provided separately for the DRAM array and the SRAM array, the number of external pin terminals is much larger than that of a single DRAM. Therefore, there is no compatibility with a substrate having a semiconductor memory mounted thereon with respect to compatibility with a conventional DRAM or the like. Second, in the bidirectional transfer gate circuit, the number of circuits each having an area large enough to realize the above-described transfer is limited, so that the number of transfer buses is limited. As a result, the number of bits that can be transferred between the DRAM array and the SRAM array at one time is limited to 16 bits. In addition, since the transmission bus is arranged in an area where the column selection line is not arranged, the number of transmission buses is limited by the width of the area. In general, the smaller the number of bits transmitted at one time, the lower the cache bit rate.
일본 특개평 5-210974호 공보에는 CDRAM 의 어드레스 입력신호핀이 DRAM 어레이와 SRAM 어레이 양자에 공통 접속되는 기술이 개시되어 있다. 도 95 및 도 96 은 이기술의 구성을 나타낸 것이다. 이 예에서는, CDRAM 에서와 같이, DRAM 어레이와 SRAM 어레이간에 한번에 전송되는 비트수가 16비트로 제한되는 두번째 문제점이 그대로 존재하고 있다. 도 97 및 도 98 은 캐쉬 히트율을 향상시키기 위하여 SRAM 의 기억용량을 증대시킨 구성을 나타낸 것이다. 그러나, 이 구성은, SRAM 셀을 선택하기 위한 입력핀으로 인해 기판 호환성이 상실되나, CDRAM 에서와 같이, DRAM 셀 어레이와 SRAM 셀 어레이간에 한번에 전송되는 비트수가 16비트로 제한되는 두번째 문제점이 해결된다.Japanese Patent Laid-Open No. 5-210974 discloses a technique in which an address input signal pin of a CDRAM is commonly connected to both a DRAM array and an SRAM array. 95 and 96 show the structure of this technique. In this example, as in CDRAM, there is a second problem in which the number of bits transmitted at one time between the DRAM array and the SRAM array is limited to 16 bits. 97 and 98 show a configuration in which the storage capacity of the SRAM is increased to improve the cache hit rate. However, this configuration eliminates substrate compatibility due to input pins for selecting SRAM cells, but solves the second problem of limiting the number of bits transferred at once between a DRAM cell array and an SRAM cell array to 16 bits, as in CDRAM.
이 기술분야에서의 다른 예로는, 예컨데 1995년 1월 5일자, EDN, 페이지 46 내지 56 에 개시된 바와 같이, 캐쉬 SRAM 을 갖는 DRAM 인 EDRAM (Enhanced DRAM) 이 있다. 도 99 에 나타낸 EDRAM 은, 동일 기억용량을 갖는 일반용 DRAM 과는 구성이 서로 달라, DRAM 및 SRAM 이 어드레스 입력단자를 공동으로 사용하더라도, 기판 호환성을 갖고 있지 않다. 한번에 SRAM 에 전송되는 비트수가 한번에 활성화되어지는 센스 증폭기의 수와 동일하며, 이 예에서는, 512(×4) 비트가 한번에 전송된다. 비록, 이 EDRAM 구성에서는, 한번에 전송되어지는 비트수가 크지만, 데이터를 유지하는 그 SRAM 은 한번에 전송되어지는 비트에 대해 단지 1세트 (1로우) 의 기억용량을 갖는다. 비록 일반적으로 한번에 전송되어지는 비트수가 더 커질 수록 더 큰 캐쉬 히트율을 제공하지만, EDRAM 이 단지 1 세트 (1로우) 의 캐쉬 메모리만을 갖게 되어 캐쉬 미스히트 (mishit) 율이 증대되므로, 전체 시스템 속도향상을 충분히 달성할 수 없게 된다. EDRAM 내의 캐쉬 메모리의 세트수 (로우 갯수) 를 증대시키기 위해서는, 소정 갯수의 DRAM 셀 어레이의 매 블럭마다 SRAM 레지스터 및 블럭 선택기 등을 부가적으로 제공하여, 회로에 의해 점유된 면적을 실질적으로 증대시켜야 한다.Another example in the art is EDRAM, which is DRAM with cache SRAM, as disclosed, for example, in EDN, pages 46-56, issued January 5, 1995. The EDRAM shown in FIG. 99 has a different configuration from general-purpose DRAMs having the same storage capacity, and even though DRAMs and SRAMs share address input terminals in common, they do not have substrate compatibility. The number of bits transmitted to the SRAM at one time is equal to the number of sense amplifiers that are activated at one time. In this example, 512 (× 4) bits are transmitted at one time. Although in this EDRAM configuration, the number of bits to be transferred at one time is large, the SRAM holding data has only one set (one row) of storage capacity for the bits to be transferred at one time. Although typically the larger the number of bits transmitted at a time, the larger the cache hit rate, the EDRAM has only one set (one row) of cache memory, increasing the cache mishit rate, thus increasing the overall system speed. The improvement cannot be achieved sufficiently. In order to increase the number of sets of cache memories in the EDRAM, an additional SRAM register, a block selector, and the like must be additionally provided for each block of the predetermined number of DRAM cell arrays to substantially increase the area occupied by the circuit. do.
또한, 도 100 에 나타낸 바와 같은 최근의 복수개의 처리장치로부터 액세스 요구가 있는 경우의 캐쉬 히트율의 열화문제가 있다. CDRAM 또는 EDRAM 이 도 100 에 나타낸 바와 같은 메인 메모리로서 사용되고 복수개의 처리장치 (메모리 마스터) 로부터 액세스 요구가 있을 경우, 캐쉬 히트율이 감소되며 서로 다른 세트 (로우) 의 어드레스 요구횟수가 증대될 수 있어 전체 시스템 동작의 속도향상이 제한되게 된다.In addition, there is a problem of deterioration in the cache hit rate when there is an access request from a plurality of recent processing apparatuses as shown in FIG. When CDRAM or EDRAM is used as the main memory as shown in FIG. 100 and there is an access request from a plurality of processing devices (memory masters), the cache hit rate is reduced and the number of address requests of different sets (rows) can be increased. The speedup of overall system operation is limited.
복수개의 처리장치 (메모리 마스터) 를 갖는 시스템의 보급에 따라, 종래의 메모리 부와 같이 한 종류의 액세스 요구가 아니라 여러 종류의 액세스 요구에 응답하는 메모리 부가 요구되고 있다. 즉, 종래 메모리의 구성과는 다른 구성을 갖는 메모리가 요구되고 있다.Background of the Invention With the spread of systems having a plurality of processing apparatuses (memory masters), memory units are required to respond to various types of access requests rather than one type of access request as in the conventional memory portion. In other words, a memory having a configuration different from that of the conventional memory is required.
따라서, 본 발명의 목적은, 복수개의 메모리 마스터로부터 액세스 요구가 있는 경우에도, 캐쉬 히트율을 감소시킴이 없이, 전체 시스템의 고속동작을 달성하기 위하여, 메인 메모리부 및 복수개의 액세스 요구에 대응하여 지정가능한 서브 메모리부를 포함한 반도체 집적회로 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to respond to the main memory unit and the plurality of access requests in order to achieve high-speed operation of the entire system without reducing the cache hit rate even when there are access requests from the plurality of memory masters. A semiconductor integrated circuit device including an assignable sub memory unit is provided.
본 발명의 다른 목적은, 메인 메모리부와, 외부단자가 메인 메모리부의 외부단자의 구성과 유사하게 구성된 서브 메모리부를 갖는 반도체 집적회로 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having a main memory section and a sub memory section whose external terminals are configured similarly to the configuration of the external terminals of the main memory section.
본 발명의 또 다른 목적은, 비트수가 메인 메모리부와 서브 메모리부 사이에서 한번에 전송되는 것이 가능하면서도 그 세트수가 최적화될 수 있는, 메인 메모리와 서브 메모리를 구비한 반도체 집적회로 장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit device having a main memory and a sub memory, in which the number of bits can be transferred between the main memory section and the sub memory section at one time and the set number thereof can be optimized.
본 발명의 또 다른 목적은, 서브 메모리부의 리드/라이트 동작 및 메인 메모리부와 서브 메모리부 간의 데이터 전송동작이 동시에 행해질 수 있는, 메인 메모리와 서브 메모리를 구비한 반도체 집적회로 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having a main memory and a sub memory, in which a read / write operation of the sub memory unit and a data transfer operation between the main memory unit and the sub memory unit can be simultaneously performed.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 집적회로 장치는, 메인 메모리부, 및 복수개의 메모리셀군으로 구성된 서브 메모리부를 구비하며, 상기 메인 메모리부의 임의 영역과 복수개의 상기 메모리 셀군 각각 사이에 쌍방향 데이터전송이 수행되며, 복수개의 상기 메모리 셀군은 독립적인 캐쉬 메모리로서 각각 기능한다.In order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a main memory unit and a sub memory unit composed of a plurality of memory cell groups, and bidirectionally between an arbitrary region of the main memory unit and each of the plurality of memory cell groups. Data transfer is performed, and the plurality of memory cell groups each function as an independent cache memory.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 반도체 집적회로 장치의 메인 메모리부가 다이나믹 메모리 셀 어레이, 스태틱 메모리 셀 어레이, 마스크 ROM 셀 어레이, 강유전체 메모리셀 어레이 또는 플래쉬 메모리셀 어레이로 구성되며, 서브 메모리부가 스태틱형 메모리셀 어레이로 구성된다.According to a second aspect of the present invention, a main memory portion of a semiconductor integrated circuit device is composed of a dynamic memory cell array, a static memory cell array, a mask ROM cell array, a ferroelectric memory cell array or a flash memory cell array, and the sub memory portion is a static type. It is composed of a memory cell array.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 반도체 집적회로 장치의 서브 메모리부가 듀얼 포트를 갖는 스태틱형 메모리셀으로 구성된다.According to the third aspect of the present invention, the sub memory section of the semiconductor integrated circuit device is composed of a static memory cell having dual ports.
본 발명의 제 4 측면에 따르면, 상기 메인 메모리부의 상기 임의 영역과 상기 서브 메모리부의 상기 메모리셀군 사이의 쌍방향 데이터 전송이 매 소정 비트수를 단위로 수행된다.According to a fourth aspect of the present invention, bidirectional data transfer between the arbitrary region of the main memory section and the memory cell group of the sub memory section is performed in units of a predetermined number of bits.
본 발명의 제 5 측면에 따르면, 반도체 집적회로 장치는 단지 메인 메모리부로만 구성된 반도체 메모리 장치의 패키지 핀배치와 동일한 패키지 핀배치를 갖는다.According to the fifth aspect of the present invention, the semiconductor integrated circuit device has the same package pinout as the package pinout of the semiconductor memory device consisting only of the main memory portion.
본 발명의 제 6 측면에 따르면, 반도체 집적회로 장치는, 메인 메모리부 및 복수개의 메모리 셀군으로 구성된 서브 메모리부로 이루어진 반도체 메모리 장치, 및 상기 반도체 메모리 장치용 제어장치를 포함하며, 상기 반도체 메모리 장치와 상기 제어장치는 일체로 동일 반도체 기판상에 형성된다.According to a sixth aspect of the present invention, a semiconductor integrated circuit device includes a semiconductor memory device including a main memory part and a sub memory part including a plurality of memory cell groups, and a control device for the semiconductor memory device. The control device is integrally formed on the same semiconductor substrate.
본 발명의 상기 및 다른 목적들, 특징 및 이점들은, 첨부도면을 참조한 다음의 본 발명의 상세한 설명을 통하여 좀더 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more clearly understood from the following detailed description of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 구성을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
도 2 는 반도체 메모리 장치에 대한 접속요구를 행하는 복수개의 메모리 마스터와 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템의 블럭도.FIG. 2 is a block diagram of a memory system including a plurality of memory masters for requesting connection to a semiconductor memory device and the semiconductor memory device shown in FIG.
도 3 은 반도체 메모리 장치에 대한 접속요구를 행하는 복수개의 메모리 마스터와 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템의 블럭도.FIG. 3 is a block diagram of a memory system including a plurality of memory masters for requesting connection to a semiconductor memory device and the semiconductor memory device shown in FIG.
도 4 는 일체로 동일 반도체 기판에 형성된, 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치 및 입력신호를 제어하여 반도체 메모리 장치로 발생시키는 메모리 제어장치의 블럭도.FIG. 4 is a block diagram of a memory control device in which the semiconductor memory device and the input signal shown in FIG. 1 are integrally formed on the same semiconductor substrate to generate the semiconductor memory device; FIG.
도 5 는 일체로 동일 반도체 기판에 형성된, 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치 및 입력신호를 제어하여 반도체 메모리 장치로 발생시키는 메모리 제어장치의 블럭도.Fig. 5 is a block diagram of a memory control device in which the semiconductor memory device and input signal shown in Fig. 1 are integrally formed on the same semiconductor substrate to generate the semiconductor memory device.
도 6 은 일체로 동일 반도체 기판에 형성된, 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치 및 입력신호를 제어하여 반도체 메모리 장치로 발생시키는 메모리 제어장치의 블럭도.FIG. 6 is a block diagram of a memory control device integrally formed on the same semiconductor substrate and controlling the semiconductor memory device and input signal generated in the semiconductor memory device.
도 7 은 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 외부 단자의 배치도.FIG. 7 is a layout view of external terminals of the semiconductor memory device shown in FIG. 1; FIG.
도 8 은 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 외부 단자의 배치도.8 is a layout view of external terminals of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
도 9 는 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 외부 단자의 배치도.9 is a layout view of external terminals of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
도 10 은 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치와 외부 단자의 동작기능을 결정하는 여러가지 명령들 간의 대응관계를 나타낸 도면.FIG. 10 is a diagram showing a correspondence relationship between various commands for determining an operation function of a semiconductor memory device and an external terminal shown in FIG. 1; FIG.
도 11 은 도 10 에 나타낸 리드 (read) 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 11 is a view showing an external terminal state showing a read command shown in FIG. 10;
도 12 는 도 10 에 나타낸 라이트 (write) 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 12 is a view showing an external terminal state showing a write command shown in FIG. 10; FIG.
도 13 은 도 10 에 나타낸 프리패치 (prefetch) 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 13 is a view showing an external terminal state showing the prefetch command shown in FIG. 10; FIG.
도 14 는 도 10 에 나타낸 자동 예비충전 (precharge) 을 수반하는 프리패치 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 14 is a view showing an external terminal state showing a prefetch command with automatic precharge shown in FIG. 10; FIG.
도 15 는 도 10 에 나타낸 리스토어 (restore) 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 15 is a view showing an external terminal state showing a restore command shown in FIG. 10; FIG.
도 16 은 도 10 에 나타낸 자동 예비충전을 수반하는 리스토어 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 16 is a view showing an external terminal state showing a restore command with automatic precharge shown in FIG. 10; FIG.
도 17 은 도 10 에 나타낸 활성화 (active) 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 17 is a view showing an external terminal state showing an active command shown in FIG. 10; FIG.
도 18 은 도 10 에 나타낸 자동 예비충전을 수반하는 예비충전 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.18 is a view showing an external terminal state showing a precharge command with automatic precharge shown in FIG.
도 19 는 도 10 에 나타낸 전체 뱅크 (bank) 예비충전 명령을 나타내는 외부 단자상태를 나타낸 도면.FIG. 19 is a view showing an external terminal state showing a full bank precharge command shown in FIG. 10; FIG.
도 20 은 도 10 에 나타낸 CBR 리프레쉬 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.20 is a diagram showing an external terminal state showing a CBR refresh command shown in FIG. 10;
도 21 은 도 10 에 나타낸 장치 비선택 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 21 is a view showing an external terminal state showing a device non-selection command shown in FIG. 10;
도 22 는 도 10 에 나타낸 비동작 명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.FIG. 22 is a view showing an external terminal state indicating a non-operation command shown in FIG. 10;
도 23 은 도 10 에 나타낸 레지스터 설정명령 (1) 을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.Fig. 23 is a diagram showing an external terminal state showing the register setting command (1) shown in Fig. 10;
도 24 는 도 10 에 나타낸 레지스터 설정명령 (2) 을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.Fig. 24 is a diagram showing an external terminal state showing the register setting command (2) shown in Fig. 10;
도 25 는 도 10 에 나타낸 레지스터 설정명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.Fig. 25 is a diagram showing an external terminal state showing the register setting command shown in Fig. 10;
도 26 은 도 10 에 나타낸 레지스터 설정명령의 일부인 모드 레지스터 설정명령을 나타내는 외부단자상태를 나타낸 도면.Fig. 26 is a diagram showing an external terminal state showing a mode register setting command which is a part of the register setting command shown in Fig. 10;
도 27 은 데이터 입/출력 모드의 버스트 (burst) 길이와 각 랩 (lap) 시간에 대응되게 엑세스된 어드레스 시이퀀스를 나타낸 도면.FIG. 27 is a diagram illustrating an address sequence accessed corresponding to a burst length and each lap time in a data input / output mode. FIG.
도 28 은 리드 명령 입력시에 4의 버스트 길이 및 2의 리드 레이턴시를 갖는 데이터 출력의 타이밍 챠트.Fig. 28 is a timing chart of data output having a burst length of 4 and a read latency of 2 at the time of read command input.
도 29 는 라이트 명령 입력시에 4의 버스트 길이 및 0의 라이트 레이턴시를 갖는 데이터 출력의 타이밍 챠트.Fig. 29 is a timing chart of data output having a burst length of 4 and a write latency of 0 at the time of a write command input.
도 30 은 리드 명령동작시의 데이터 및 어드레스 지정의 플로우챠트.30 is a flowchart of data and address designation during a read command operation.
도 31 은 라이트 명령동작시의 데이터 및 어드레스 지정의 플로우챠트.Fig. 31 is a flowchart of data and address designation during a write command operation.
도 32 는 프리패치 명령동작시의 데이터 및 어드레스 지정의 플로우챠트.32 is a flowchart of data and address designation during prefetch instruction operation.
도 33 은 리스토어 명령동작시의 데이터 및 어드레스 지정의 플로우챠트.33 is a flowchart of data and address designation during a restore command operation.
도 34 는 활성화 명령동작시의 데이터 및 어드레스 지정의 플로우챠트.Fig. 34 is a flowchart of data and addressing in the activation command operation.
도 35 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.35 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 36 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.36 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 37 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.37 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 38 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.38 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 39 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.39 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 40 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃.40 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 41 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 41 is a schematic view showing an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 42 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.42 is a schematic diagram illustrating an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 43 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.43 is a schematic view showing an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 44 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.44 is a schematic diagram illustrating an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 45 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.45 is a schematic diagram illustrating an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 46 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.46 is a schematic diagram illustrating an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 47 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체 칩 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면.47 is a schematic diagram illustrating an entire chip layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 48 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 공통 전원을 사용하는 블럭을 개략적으로 나타낸 도면.48 is a block diagram schematically illustrating a block using a common power supply of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 49 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 공통 전원을 사용하는 블럭을 개략적으로 나타낸 도면.49 is a block diagram schematically illustrating a block using a common power supply of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 50 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 DRAM 어레이부내의 배선구성을 나타낸 도면.50 is a diagram showing the wiring arrangement in the DRAM array portion of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 51 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 DRAM 어레이부, 데이터 전송부 및 SRAM 어레이부의 배선구성을 나타낸 도면.51 is a diagram showing the wiring arrangement of a DRAM array unit, a data transfer unit, and an SRAM array unit in the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 52 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 DRAM 어레이부, 데이터 전송부 및 SRAM 어레이부의 배선구성을 나타낸 도면.52 is a diagram showing the wiring arrangement of a DRAM array unit, a data transfer unit, and an SRAM array unit in the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 53 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 DRAM 어레이부, 데이터 버스 라인 및 SRAM 어레이부의 배선구성을 나타낸 도면.53 is a diagram showing the wiring arrangement of a DRAM array unit, a data bus line, and an SRAM array unit in the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
도 54 는 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 동작제어회로의 블럭도.54 is a block diagram of an operation control circuit of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
도 55 는 도 1 에 나타낸 DRAM 부와 데이터 전송회로의 구성을 자세하게 나타낸 도면.FIG. 55 is a diagram showing details of the configuration of a DRAM unit and a data transfer circuit shown in FIG. 1; FIG.
도 56 은 도 41 에 나타낸 본 발명의 실시예인 DRAM 어레이 110-1 의 어레이 구성의 예를 자세하게 나타낸 도면.FIG. 56 is a diagram showing in detail an example of an array configuration of the DRAM array 110-1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
도 57 은 도 56 에 나타낸 레이아웃의 일부 (4쌍의 비트라인에 대응함) 에 대한 비트라인과 전송버스라인 사이의 접속관계의 예를 자세하게 나타낸 도면.FIG. 57 is a diagram showing in detail an example of a connection relationship between a bit line and a transmission bus line for a part of the layout shown in FIG. 56 (corresponding to four pairs of bit lines); FIG.
도 58 은 데이터 전송회로를 자세하게 나타낸 회로도.58 is a circuit diagram showing a data transmission circuit in detail.
도 59 는 도 57 에 나타낸 예의 문제점을 해결하기 위한 구성의 예를 나타낸 도면.FIG. 59 is a diagram showing an example of the configuration for solving the problem of the example shown in FIG. 57;
도 60 은 DRAM 라인 제어회로의 예를 나타낸 블럭도.60 is a block diagram illustrating an example of a DRAM line control circuit.
도 61 은 도 55 에 나타낸 DRAM 로우 디코더오 DRAM 로우 제어회로의 구체적인 구성의 예를 나타낸 도면.FIG. 61 is a diagram showing an example of a specific configuration of a DRAM row decoder and a DRAM row control circuit shown in FIG. 55;
도 62 는 DRAM 비트 라인 선택회로의 상세 회로구성의 예를 나타낸 도면.62 is a diagram showing an example of a detailed circuit configuration of a DRAM bit line selection circuit.
도 63 은 DRAM 비트 라인 선택회로의 상세 회로구성의 예를 나타낸 도면.63 is a diagram showing an example of a detailed circuit configuration of a DRAM bit line selection circuit.
도 64 는 DRAM 비트 라인 선택회로의 상세 회로구성의 예를 나타낸 도면.64 is a diagram showing an example of a detailed circuit configuration of a DRAM bit line selection circuit.
도 65 는 DRAM 비트 라인 선택회로의 상세 회로구성의 예를 나타낸 도면.65 is a diagram showing an example of a detailed circuit configuration of a DRAM bit line selection circuit.
도 66 은 도 36 에 나타낸 어레이 레이아웃에서 한쌍의 데이터 전송버스 라인, DRAM 비트라인 선택회로 및 SRAM 셀 사이의 관계를 나타낸 도면.FIG. 66 is a view showing a relationship between a pair of data transfer bus lines, a DRAM bit line selection circuit, and an SRAM cell in the array layout shown in FIG. 36;
도 67 은 도 66 에 나타낸 각 데이터 전송 버스라인의 동작을 나타낸 신호 파형도.FIG. 67 is a signal waveform diagram showing the operation of each data transfer bus line shown in FIG. 66; FIG.
도 68 은 도 1 에 나타낸 데이터 입/출력 단자와 SRAM 부의 상세예를 나타낸 도면.Fig. 68 is a diagram showing a detailed example of the data input / output terminal and the SRAM unit shown in Fig. 1;
도 69 는 SRAM 메모리 셀의 구성예를 나타낸 도면.69 is a diagram showing a configuration example of an SRAM memory cell.
도 70 은 도 69 에 나타낸 SRAM 셀의 플립플롭의 상세회로도.70 is a detailed circuit diagram of a flip-flop of the SRAM cell shown in FIG. 69;
도 71 은 도 69 에 나타낸 SRAM 비트라인을 접속하기 위한 접속회로의 상세예를 나타낸 도면.FIG. 71 is a diagram showing a detailed example of a connection circuit for connecting the SRAM bit line shown in FIG. 69; FIG.
도 72 는 도 69 에 나타낸 SRAM 비트라인을 접속하기 위한 접속회로의 상세예를 나타낸 도면.FIG. 72 is a diagram showing a detailed example of a connection circuit for connecting the SRAM bit line shown in FIG. 69; FIG.
도 73 은 도 69 에 나타낸 SRAM 비트라인을 접속하기 위한 접속회로의 상세예를 나타낸 도면.FIG. 73 shows a detailed example of a connection circuit for connecting the SRAM bit line shown in FIG. 69; FIG.
도 74 는 도 68 에 나타낸 SRAM 로우 제어회로의 상세예를 나타낸 도면.74 is a diagram showing a detailed example of the SRAM row control circuit shown in FIG. 68;
도 75 는 도 68 에 나타낸 SRAM 칼럼 제어회로의 상세예를 나타낸 도면.FIG. 75 shows a detailed example of the SRAM column control circuit shown in FIG. 68;
도 76 은 도 75 에 나타낸 래치회로와 멀티플렉서의 상세예를 나타낸 도면.FIG. 76 shows a detailed example of the latch circuit and multiplexer shown in FIG. 75; FIG.
도 77 은 도 76 에 나타낸 멀티플렉서의 동작을 나타낸 신호파형도.FIG. 77 is a signal waveform diagram showing the operation of the multiplexer shown in FIG. 76;
도 78 은 도 1 에 나타낸 DRAM 어레이, SRAM 로우 디코더 및 데이터 제어회로를 나타낸 블럭도.78 is a block diagram showing a DRAM array, an SRAM row decoder, and a data control circuit shown in FIG.
도 79 는 도 78 에 나타낸 DRAM 어레이, SRAM 로우 디코더 및 데이터 제어회로의 동작을 나타내는 신호파형도.79 is a signal waveform diagram showing operations of the DRAM array, the SRAM row decoder, and the data control circuit shown in FIG. 78;
도 80 은 SRAM 부 및 데이터 입/출력 단자 구성의 일예를 나타낸 도면.80 is a diagram showing an example of a configuration of an SRAM unit and a data input / output terminal;
도 81 은 SRAM 어레이부의 로우 용장라인인 경우의 상세예를 나타낸 도면.81 is a view showing a detailed example in the case of a low redundant line in an SRAM array unit.
도 82 는 DRAM 어레이부와 SRAM 어레이부에 인가된 전원전압의 예를 나타낸 도면.82 is a diagram showing examples of power supply voltages applied to a DRAM array unit and an SRAM array unit;
도 83 은 DRAM 어레이부와 SRAM 어레이부에 인가된 전원전압의 예를 나타낸 도면.83 is a diagram showing examples of power supply voltages applied to a DRAM array unit and an SRAM array unit.
도 84 는 전원전압에 대한 SRAM 셀에의 라이트시간의 의존성 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.Fig. 84 is a view showing a simulation result of the write time dependence on the SRAM cell with respect to the power supply voltage.
도 85 는 임시 셀 전송기능을 수행하는 SRAM 어레이부 구성의 상세예를 나타낸 도면.85 shows a detailed example of the configuration of an SRAM array unit which performs a temporary cell transfer function;
도 86 은 도 85 에서, SRAM 셀의 데이터가 임시 셀 전송을 수행함으로써 독출되는 경우, SRAM 셀의 동작을 나타낸 신호파형도.FIG. 86 is a signal waveform diagram showing an operation of an SRAM cell when the data of the SRAM cell is read by performing a temporary cell transfer in FIG. 85; FIG.
도 87 은 자동 연속 프리패치 전송기능을 나타낸 신호파형도.87 is a signal waveform diagram showing an automatic continuous prefetch transmission function.
도 88 은 복수 라인 연속 리드/라이트 기능을 실현하기 위한 SRAM 라인 제어회로의 상세예를 나타낸 도면.88 shows a detailed example of an SRAM line control circuit for implementing a multi-line continuous read / write function;
도 89 는 복수 로우 연속 리드/라이트 기능의 독출 기능의 상세예를 나타낸 도면.89 is a diagram showing a detailed example of a read function of a plurality of row continuous read / write functions.
도 90 은 실시간 모드 설정기능의 리드 (3)/라이트 (3) 명령과 각 입력단자의 상태를 나타낸 대응관계표.Fig. 90 is a correspondence table showing the states of the read (3) and write (3) commands of the real time mode setting function and respective input terminals.
도 91 은 실시간 모드 설정기능을 나타내는 신호파형도.91 is a signal waveform diagram showing a real time mode setting function.
도 92 는 CDRAM 의 메모리 어레이부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 92 is a schematic view showing the configuration of a memory array section of the CDRAM; FIG.
도 93 은 도 92 에 나타낸 CDRAM 의 쌍방향 전송게이트 회로의 블럭도.FIG. 93 is a block diagram of a bidirectional transfer gate circuit of the CDRAM shown in FIG. 92;
도 94 는 도 92 에 나타낸 CDRAM 쌍방향 전송게이트 회로의 회로도.FIG. 94 is a circuit diagram of the CDRAM bidirectional transfer gate circuit shown in FIG. 92;
도 95 는 CDRAM 을 개략적으로 나타낸 블럭도.95 is a block diagram schematically illustrating a CDRAM.
도 96 은 도 95 에 나타낸 CDRAM 의 SRAM 의 회로도.FIG. 96 is a circuit diagram of an SRAM of the CDRAM shown in FIG. 95;
도 97 은 CDRAM 의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.97 is a block diagram schematically showing the structure of a CDRAM;
도 98 은 도 97 에 나타낸 CDRAM 의 SRAM 의 회로도.FIG. 98 is a circuit diagram of an SRAM of the CDRAM shown in FIG. 97;
도 99 는 EDRAM 의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.99 is a block diagram schematically showing the configuration of an EDRAM;
도 100 은 복수개의 처리장치를 갖는 메모리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.100 is a block diagram schematically showing the configuration of a memory system having a plurality of processing devices.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
100 : 본 발명의 반도체 기억장치100: semiconductor memory device of the present invention
101 : DRAM 부101: DRAM
102 : SRAM 부102: SRAM part
103 : 데이터 전송회로103: data transmission circuit
110 : DRAM 어레이110: DRAM array
111 : DRAM 메모리셀111: DRAM memory cell
112 : 센스 증폭기112: sense amplifier
113 : DRAM 로우 디코더113: DRAM Low Decoder
114 : DRAM 칼럼 디코더114: DRAM column decoder
115 : DRAM 로우 제어회로115: DRAM low control circuit
116 : DRAM 로우 제어회로116: DRAM low control circuit
120 : SRAM 어레이120: SRAM Array
121 : SRAM 로우 디코더121: SRAM Low Decoder
122 : SRAM 칼럼 제어회로122: SRAM column control circuit
123 : SRAM 칼럼 디코더123: SRAM Column Decoder
124 : SRAM 로우 제어회로124: SRAM low control circuit
131 : 데이터 전송 선택회로131: data transmission selection circuit
132 : 제 1 데이터 전송 선택회로132: first data transfer selection circuit
133 : 제 2 데이터 전송 선택회로133: second data transmission selection circuit
150 : 동작 제어회로150: operation control circuit
151 : 데이터 래치회로151: data latch circuit
152 : 데이터 출력 버퍼152: data output buffer
153 : 데이터 증폭기153: data amplifier
160 : 데이터 제어회로160: data control circuit
180a, 180b, 180c : 메모리 마스터180a, 180b, 180c: Memory Master
190 : 혼재 반도체장치190: mixed semiconductor device
191 : 메모리 제어장치191: memory controller
192 : 데이터 버퍼192: data buffer
303 : SRAM 비트라인 제어회로303: SRAM bit line control circuit
304 : SRAM 칼럼 선택회로304: SRAM column selection circuit
307 : 리드/라이트 증폭기307: Lead / Light Amplifier
308 : 데이터 입/출력회로308: data input / output circuit
309 : 임시 로우 선택회로309: temporary low selection circuit
311 : 플립플롭 회로311: flip-flop circuit
312 : 접속회로312: connection circuit
313 : 접속회로313: connection circuit
315 : 밸런서 회로315: balancer circuit
316, 317 : 플립플롭 회로의 접속점316, 317: connection point of the flip-flop circuit
318 : 밸런서 회로318: balancer circuit
350 : SRAM 내부로우 어드레스 래치회로350: SRAM internal low address latch circuit
351 : 카운터 회로351: counter circuit
352 : 멀티플렉서352: multiplexer
390 : 제 1 칼럼 디코더390: first column decoder
391 : 제 2 칼럼 디코더391: second column decoder
392 : 제 1 칼럼 어드레스 버퍼392: first column address buffer
393 : 제 1 칼럼 어드레스 버퍼393: first column address buffer
394 : 데이터 버퍼(SRAM 셀)394 data buffer (SRAM cell)
395 : 제 1 데이터 래치회로395: first data latch circuit
396 : 제 2 데이터 래치회로396: second data latch circuit
410 : 내부 클럭 발생회로410: internal clock generation circuit
420 : 명령 디코더420: command decoder
421 : 입력신호 버퍼421: input signal buffer
422 : 명령 판단회로422 command determination circuit
430 : 제어 로직430: control logic
431 : DRAM 부 제어회로431: DRAM control circuit
432 : 전송 제어회로432: transmission control circuit
433 : SRAM 부 제어회로433: SRAM control circuit
440 : 어드레스 제어회로440: address control circuit
450 : 모드 레지스터450: mode register
460 : DRAM 내부 로우 어드레스 래치회로460: DRAM internal row address latch circuit
470 : 멀티플렉서470: Multiplexer
480 : 내부 어드레스 카운터 회로480: internal address counter circuit
490 : 리프레쉬 제어회로490 refresh control circuit
495 : DRAM 내부칼럼 어드레스 래치회로495: DRAM internal column address latch circuit
498 : 전송버스 제어회로498: transmission bus control circuit
501 : 디코더 회로501: decoder circuit
502 : 취입 로직502: blowing logic
503 : 레지스터503: register
504 : 멀티플렉서504: multiplexer
505 : 데이터 입/출력 모드 메모리부505: data input / output mode memory section
506 : 카운터 회로506: counter circuit
507 : SRAM 내부칼럼 어드레스 래치회로507: SRAM internal column address latch circuit
508 : 멀티플렉서508: Multiplexer
509 : 디코더 회로509: decoder circuit
601 : DRAM 어레이부601: DRAM array unit
602 : SRAM 어레이부602: SRAM array unit
603 : 전원전압 변환회로603: power supply voltage conversion circuit
DMC : 다이나믹 메모리셀DMC: Dynamic Memory Cell
N1 : 메모리 트랜지스터N1: memory transistor
C1 : 메모리 캐패시터C1: memory capacitor
DWL : DRAM 워드라인DWL: DRAM Wordline
DBL : DRAM 비트라인DBL: DRAM Bitline
DSA : DRAM 센스 증폭기DSA: DRAM Sense Amplifier
DSAP : DRAM 센스 증폭기 제어신호DSAP: DRAM Sense Amplifier Control Signal
DSAN : 센스 증폭기 제어신호DSAN: Sense Amplifier Control Signal
iCLK : 내부 클럭 신호iCLK: Internal Clock Signal
iA0 - iA13 : 내부 어드레스신호iA0-iA13: Internal address signal
iADR0 - iADR12 : DRAM 내부로우 어드레스신호iADR0-iADR12: DRAM internal low address signal
iAD13 : 뱅크 선택신호iAD13: Bank select signal
DBSW : DRAM비트 선택회로DBSW: DRAM Bit Selection Circuit
DBS1 - DBS4 : DRAM 비트 선택신호DBS1-DBS4: DRAM Bit Selection Signal
TBL : 데이터 전송버스라인TBL: Data Transmission Bus Line
TSW : 데이터 전송회로TSW: Data Transmission Circuit
GTL : 글로벌 데이터 전송버스라인GTL: Global Data Transmission Bus Line
iADC5 - iADC6 : DRAM 칼럼 어드레스신호iADC5-iADC6: DRAM column address signal
TE : 데이터 전송 활성화신호TE: Data transmission enable signal
DMB1 - DMB16 : 메모리셀 블럭DMB1-DMB16: Memory Cell Block
DRB1 - DRB16 : DRAM 로우 디코더DRB1-DRB16: DRAM Low Decoder
SAB1 - SAB17 : (센스증폭기 + DRAM 비트라인 선택회로 + 데이터 전송회로) 블럭SAB1-SAB17: (Sense Amplifier + DRAM Bit Line Selection Circuit + Data Transfer Circuit) Block
SWTR : 스위칭 트랜지스터SWTR: Switching Transistor
ADRL : DRAM 로우 어드레스 래치신호ADRL: DRAM Row Address Latch Signal
ADCL : DRAM 칼럼 어드레스 래치신호ADCL: DRAM column address latch signal
N100 - N115, N200, N201, N210 - 215, N230 - N235, N 250, N251, N260, N262, N264, N280 : N 채널형 MOS 트랜지스터N100-N115, N200, N201, N210-215, N230-N235, N 250, N251, N260, N262, N264, N280: N-channel MOS transistor
P100 - P103 : P 채널형 MOS 트랜지스터P100-P103: P Channel MOS Transistors
R100, R101 : 저항R100, R101: Resistance
SMC : SRAM 메모리셀SMC: SRAM Memory Cell
SBL : SRAM 비트라인SBL: SRAM Bitline
TWL1 - TWL16 : SRAM 셀 데이터 전송 로우 선택신호TWL1-TWL16: SRAM Cell Data Transfer Low Select Signal
SWL1 - SWL16 : SRMA 셀 리드/라이트 로우 선택신호SWL1-SWL16: SRMA Cell Lead / Write Low Select Signal
iASR0 - iASR3 : SRAM 내부로우 어드레스신호iASR0-iASR3: SRAM Internal Low Address Signal
SSL1 - SSL128 : SRAM 칼럼 디코더 출력신호SSL1-SSL128: SRAM Column Decoder Output Signal
iASC4 - iASC10 : 내부 SRAM 칼럼 어드레스신호iASC4-iASC10: Internal SRAM Column Address Signal
SIO : 데이터 입/출력라인SIO: data input / output line
GIO : 글로벌 데이터 입/출력라인GIO: Global Data Input / Output Line
RWL : 리드/라이트 버스라인RWL: Lead / Light Busline
SPE : 플립플롭 회로 제어신호SPE: Flip-flop circuit control signal
SNE : 플립플롭 회로 제어신호SNE: Flip-flop circuit control signal
SRWL : 리드 로우 선택신호SRWL: Lead Low Select Signal
SRBL : SRAM 리드 SRAM 비트라인SRBL: SRAM Lead SRAM Bitline
SWBL : SRAM 라이트 비트라인SWBL: SRAM Write Bitline
ASRL : SRAM 내부로우 어드레스 래치신호ASRL: SRAM internal low address latch signal
ASCL : SRAM 내부칼럼 어드레스 래치신호ASCL: SRAM internal column address latch signal
CLKUP : 내부 카운터업 신호CLKUP: Internal Counter Up Signal
SCE : SRAM 내부칼럼 어드레스 래치회로 제어신호SCE: SRAM internal column address latch circuit control signal
SCSL : SRAM 칼럼 어드레스 멀티플렉서 회로 제어신호SCSL: SRAM column address multiplexer circuit control signal
SRSL : SRAM 로우 어드레스 멀티플렉서 제어신호SRSL: SRAM Row Address Multiplexer Control Signal
SRUP : 카운터회로 (351) 의 내부 카운터업 신호SRUP: Internal counter up signal of the counter circuit 351
(1) 기본구성(1) Basic configuration
본 발명의 실시예의 기본구성을 설명한다.The basic configuration of an embodiment of the present invention will be described.
본 발명에 따른 반도체 집적회로 장치는 반도체 메모리 장치 및 그 반도체 메모리 장치의 제어장치를 포함한다. 반도체 메모리 장치는 메인 메모리부 및 서브 메모리부를 포함하며, 메인 메모리와 서브 메모리 사이에 쌍방향 데이터 전송이 가능하다. 서브 메모리부는 독립 캐쉬 메모리로서 각각 기능할 수 있는 복수개의 메모리 셀군으로 구성된다. 본 발명의 반도체 메모리 장치에서는, 제어단자의 수와 어드레스 단자의 수가 메인 메모리부를 제어하는데 요하는 제어단자의 수와 어드레스 단자의 수와 동일하게 될 수 있다.A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a semiconductor memory device and a control device of the semiconductor memory device. The semiconductor memory device includes a main memory unit and a sub memory unit, and bidirectional data transfer is possible between the main memory and the sub memory. The sub memory section is composed of a plurality of memory cell groups each capable of functioning as an independent cache memory. In the semiconductor memory device of the present invention, the number of control terminals and the number of address terminals can be equal to the number of control terminals and address terminals required to control the main memory unit.
메인 메모리부로서 64-Mbit DRAM 어레이를 포함하고 서브 메모리부로서 16-Mbit SRAM 어레이를 포함하는 ×8 2-뱅크 구성을 갖는 동기 인터페이스를 가지는 실시예를 취하여, 본 발명의 집적회로 장치를 설명하기로 한다.To describe an integrated circuit device of the present invention, taking an embodiment having a synchronous interface having a x8 two-bank configuration including a 64-Mbit DRAM array as the main memory section and a 16-Mbit SRAM array as the sub-memory section. Shall be.
(2) 블럭도(2) block diagram
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전체 반도체 메모리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an entire semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1 에서, 반도체 메모리장치 (100) 은 메인 메모리부인 다이나믹 RAM (DRAM) 부 (101), 서브 메모리부인 스태틱 RAM (SRAM) 부 (102), 그 DRAM 부 (101) 와 SRAM 부 (102) 사이의 데이터 전송용 쌍방향 데이터 전송회로 (103) 를 포함한다.In FIG. 1, the semiconductor memory device 100 includes a dynamic RAM (DRAM) portion 101 as a main memory portion, a static RAM (SRAM) portion 102 as a sub memory portion, and a space between the DRAM portion 101 and the SRAM portion 102. A two-way data transmission circuit 103 for data transmission.
DRAM 부 (101) 는 로우 및 칼럼 매트릭스로 배열된 복수개의 다이나믹 메모리 셀을 가지는 DRAM 어레이 (110), 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA13) 로부터 DRAM 로우 선택신호와 뱅크 선택신호를 발생하는 DRAM 로우 제어회로 (115), DRAM 로우 선택신호 (iADR0 ~ iADR12) 와 뱅크 선택신호 (iAD13) 에 응답하여 DRAM 어레이 (110) 의 대응하는 로우를 선택하는 DRAM 로우 디코더 (113), 내부 어드레스 신호 (iA5 및 iA6) 로부터 DRAM 칼럼 선택신호를 발생하는 DRAM 칼럼 제어회로 (116), 및 DRAM 칼럼 선택신호 (iADC5 및 iADC6) 에 응답하여 대응 칼럼을 선택하는 DRAM 칼럼 디코더 (114) 를 포함한다. 또, DRAM 어레이 (110) 는 메모리 셀부 (111) 및 선택된 DRAM 셀내에 저장된 데이터를 검출하여 증폭하는 센스 증폭기 (112) 를 포함한다. 또한, DRAM 어레이 (110) 는 뱅크로 지칭되는 복수개의 블럭으로 분할되며, 이 실시예에서는, A 및 B 2개로 분할되며 그중의 하나는 뱅크 선택신호 (iAD13) 에 의해 선택된다.The DRAM unit 101 includes a DRAM array 110 having a plurality of dynamic memory cells arranged in row and column matrices, and a DRAM row control circuit for generating a DRAM row select signal and a bank select signal from internal address signals iA0 to iA13. 115, DRAM row decoder 113 for selecting a corresponding row of DRAM array 110 in response to DRAM row select signals iADR0 to iADR12 and bank select signals iAD13, and internal address signals iA5 and iA6. A DRAM column control circuit 116 for generating a DRAM column selection signal from the memory module, and a DRAM column decoder 114 for selecting a corresponding column in response to the DRAM column selection signals iADC5 and iADC6. The DRAM array 110 also includes a memory cell unit 111 and a sense amplifier 112 for detecting and amplifying data stored in the selected DRAM cell. Further, the DRAM array 110 is divided into a plurality of blocks referred to as banks, and in this embodiment, divided into two A and B, one of which is selected by the bank select signal iAD13.
SRAM 부 (102) 는 로우 및 칼럼 매트릭스로 배열된 복수개의 스태틱 메모리 셀을 가지는 SRAM 어레이 (120), 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA3) 로부터 SRAM 로우 선택신호를 발생시키는 SRAM 로우 제어회로 (124), SRAM 로우 선택신호 (iASR0 ~ iASR3) 에 응답하여 SRAM 셀 군 (이 실시예에서는 각 로우마다 분할된 셀군) 의 한 셀을 선택하는 SRAM 로우 디코더 (121), 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA3 및 iA4 ~ iA13) 로부터 SRAM 칼럼 선택신호를 발생시키는 SRAM 칼럼 제어회로 (122), 및 SRAM 칼럼 선택신호 (iASC4 ~ iASC10) 에 의해 칼럼을 선택하기 위한 SRAM 칼럼 디코더 (123) 을 포함한다.The SRAM unit 102 includes an SRAM array 120 having a plurality of static memory cells arranged in a row and column matrix, an SRAM row control circuit 124 for generating an SRAM row select signal from the internal address signals iA0 to iA3, SRAM row decoder 121 for selecting one cell of the SRAM cell group (in this embodiment, the cell group divided for each row) in response to the SRAM row select signals iASR0 to iASR3, and internal address signals iA0 to iA3 and iA4 to an SRAM column control circuit 122 for generating an SRAM column select signal from iA13, and an SRAM column decoder 123 for selecting a column by the SRAM column select signals iASC4 to iASC10.
또한, 반도체 메모리 장치 (100) 는 외부 입력신호에 응답하여 반도체 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 동작 제어회로 (150) 및 외부 데이터 입/출력 동작을 제어하기 위한 데이터 제어회로 (160) 를 포함한다.In addition, the semiconductor memory device 100 includes an operation control circuit 150 for controlling an operation of the semiconductor memory device in response to an external input signal and a data control circuit 160 for controlling an external data input / output operation. .
비록, 이 실시예에서는, DRAM 및 SRAM 이 각각 메인 메모리부와 서브 메모리부로서 사용되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. DRAM 대신에, SRAM, 마스크 ROM, 프로그램가능한 ROM (PROM), 소거가능한 PROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 PROM (EEPROM), 플래쉬 EEPROM 및 강유전체 메모리와 같은 메모리가 메인 메모리부로서 사용될 수도 있다. 이 메인 메모리부를 구성하는 메모리는, 그 고유의 기능과 종류가 효율적으로 이용될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를들면, DRAM 이 메인 메모리부로서 사용되는 경우에는, 통상의 DRAM, EDODRAM, DDR 동기 DRAM, DDR 동기 GRAM, SLDRRAM 또는 램버스 DRAM 이 사용될 수도 있다. 또, 메인 메모리로서 사용된 메모리의 속도 보다 더 높은 속도로 액세스할 수 있으면, 어떠한 RAM 이 서브 메모리부로서 사용될 수 있다. 메인 메모리부가 플래쉬 EEPROM 으로 구성된 경우에는, 서브 메모리부의 기억용량이 플랙쉬 EEPROM의 장치 소거섹터 용량의 절반이상인 것이 바람직하다.Although in this embodiment, DRAM and SRAM are used as the main memory section and the sub memory section, respectively, the present invention is not limited to this. Instead of DRAM, memory such as SRAM, mask ROM, programmable ROM (PROM), erasable PROM (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), flash EEPROM, and ferroelectric memory may be used as the main memory portion. The memory constituting the main memory section is preferably configured such that its own functions and types can be efficiently used. For example, when DRAM is used as the main memory section, conventional DRAM, EDODRAM, DDR synchronous DRAM, DDR synchronous GRAM, SLDRRAM or Rambus DRAM may be used. Further, any RAM can be used as the sub memory section as long as it can be accessed at a higher speed than that of the memory used as the main memory. In the case where the main memory section is composed of a flash EEPROM, it is preferable that the storage capacity of the sub-memory section is at least half the capacity of the device erasing sector of the flash EEPROM.
(3) 시스템(3) system
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치에는 SRAM 제어회로 (122) 가 제공되므로, 이하 자세하게 설명된 바와 같이, SRAM 칼럼 제어모드가 SRAM 셀군 장치내에서 변화될수 있다. 이 기능은 랩 (lap) 시간의 설정, 버스트 길이 및 레이턴시 등의 설정을 매 SRAM 셀군마다 가능케 하므로 (이하 데이터 입/출력 모드 라 지칭함), 그 설정을 미리 제공함으로써, SRAM 셀군이 선택될 때, 각 SRAM 셀군의 데이터 입/출력 모드가 반도체 메모리 장치내에서 자동적으로 결정되게 된다. 따라서, 반도체 메모리 장치의 외부로부터의 데이터 제어 또는 그 데이터 입/출력 모드를 스위칭하기 위한 외부 데이터를 처리하는 제어가 불필요하게 된다.Since the SRAM control circuit 122 is provided in the semiconductor memory device according to the present invention, as described in detail below, the SRAM column control mode can be changed in the SRAM cell group device. This function enables setting of lap time, burst length, and latency for each SRAM cell group (hereinafter referred to as data input / output mode), so that when the SRAM cell group is selected by providing the setting in advance, The data input / output mode of each SRAM cell group is automatically determined in the semiconductor memory device. Thus, control of data from the outside of the semiconductor memory device or control of processing external data for switching the data input / output mode is unnecessary.
본 발명의 반도체 메모리 장치는, 복수개의 액세스 요구를 수신하는 경우에 반도체 메모리 장치가 매 액세스 요구에 대한 SRAM 셀 군 장치내의 할당, 지정, 재지정, 지정 및 재지정을 수신하는 기능을 갖는다.The semiconductor memory device of the present invention has a function that, when receiving a plurality of access requests, the semiconductor memory device receives assignments, designations, reassignments, designations, and reassignments in the SRAM cell group apparatus for every access request.
도 2 는 도 1 에 나타낸 반도체 메모리 장치 (100) 에 액세스 요구를 행하는 복수개의 메모리 마스터를 가지는 메모리 시스템을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a memory system having a plurality of memory masters for making an access request to the semiconductor memory device 100 shown in FIG.
도 2 에서, SRAM 셀군 (01, 02 및 03) 은 메모리 마스터 (180a) 로부터의 액세스 요구에 지정되며, SRAM 셀군 (04) 은 메모리 마스터 (180b) 로부터의 액세스 요구에 지정되며, SRAM 셀군 (05, 06, 07 및 08) 은 메모리 마스터 (180c) 로부터의 액세스 요구에 지정된다. 이들 액세스 요구에의 SRAM 셀군의 지정은 변동될 수 있으며, 언제라도 변화될 수 있다. 또, 도 2 에서는, 메모리 마스터 (180a) 에 의해 반도체 메모리 장치에 대해 요구된 데이터 입/출력 모드가 메모리 마스터 (180b) 에 의해 반도체 메모리 장치에 대해 요구된 데이터 입/출력 모드와 서로 다른 경우, 특정 제어신호를 사용함이 없이도, 메모리 마스터 (180a) 에 대한 데이터 입/출력 동작과 메모리 마스터 (180b) 에 대한 데이터 입/출력 동작을 연속적으로 수행하는 것이 가능하다. 이러한 동작을 실현하기 위하여, 반도체 메모리 장치 (100) 의 SRAM 칼럼 제어회로 (122) 는 데이터 입/출력 모드 메모리부를 포함한다. 이 데이터 입/출력 모드 메모리부는 도 2 에 나타낸 바와 같이 SRAM 셀군에 1:1 대응되거나, 또는 도 3 에 나타낸 바와 같이 복수개의 SRAM 셀군에 대응될 수도 있다.In Fig. 2, the SRAM cell groups 01, 02, and 03 are assigned to an access request from the memory master 180a, and the SRAM cell group 04 is assigned to an access request from the memory master 180b, and the SRAM cell group 05 , 06, 07 and 08 are specified in the access request from the memory master 180c. The assignment of SRAM cell groups to these access requests can vary and can change at any time. 2, when the data input / output mode requested for the semiconductor memory device by the memory master 180a is different from the data input / output mode requested for the semiconductor memory device by the memory master 180b, Without using a specific control signal, it is possible to continuously perform data input / output operations for the memory master 180a and data input / output operations for the memory master 180b. In order to realize such an operation, the SRAM column control circuit 122 of the semiconductor memory device 100 includes a data input / output mode memory section. This data input / output mode memory section may correspond to the SRAM cell group as shown in FIG. 2 or 1: 1, or may correspond to the plurality of SRAM cell groups as shown in FIG.
도 4, 5 및 6 은 메모리 마스터로부터의 액세스 요구에 따라서 반도체 메모리 장치 (100) 에 입력신호를 제어 및 발생시키기 위한, 반도체 메모리 장치 (100) 과 그 반도체 메모리 장치의 기판과 동일한 기판상에 실장된 메모리 제어장치 (191) 로 구성된 혼재 반도체 장치 (190) 를 나타낸 것이다.4, 5 and 6 are mounted on the same substrate as that of the semiconductor memory device 100 and the semiconductor memory device for controlling and generating an input signal to the semiconductor memory device 100 in accordance with an access request from the memory master. The mixed semiconductor device 190 composed of the memory controller 191 is illustrated.
이와 같은 혼재 반도체 장치 (190) 는 모든 신호에 대한 입/출력동작이 도 4 에 나타낸 메모리 제어장치를 통해서 수행되는 구성, 입/출력 동작이 도 5 에 나타낸 바와 같은 반도체 메모리 장치 (100) 에 의해 직접 수행되는 구성, 또는 데이터 입/출력 동작이 도 6 에 나타낸 바와 같은 데이터 버퍼 (192) 를 통하여 반도체 메모리 장치 (100) 에 의해 수행되는 구성을 가질 수도 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성의 혼재 반도체 장치 (190) 에만 한정되지 않는다. 이 혼재 반도체 장치 (190) 에서는, SRAM 셀군 또는 군들을, 반도체 장치내의 도 2 또는 3 에 나타낸 시스템의 각 메모리 마스터로부터의 액세스 요구에 자동으로 지정하는 것이 가능하게 된다.Such a mixed semiconductor device 190 has a configuration in which input / output operations for all signals are performed through the memory control device shown in FIG. 4, and the semiconductor memory device 100 as shown in FIG. The configuration may be performed directly, or a data input / output operation may be performed by the semiconductor memory device 100 through the data buffer 192 as shown in FIG. 6. However, the present invention is not limited to the mixed semiconductor device 190 having such a configuration. In the mixed semiconductor device 190, the SRAM cell group or groups can be automatically assigned to the access request from each memory master of the system shown in FIG. 2 or 3 in the semiconductor device.
(4) 핀 배치(4) pin arrangement
도 7 은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 패키지의 핀 배치의 예를 나타낸 것이다.7 shows an example of pin arrangement of a package of a semiconductor memory device according to the present invention.
도 7 에 나타낸 반도체 메모리 장치는 64-Mbit DRAM 어레이 및 16-Kbit SRAM 어레이를 포함하는 ×8-bit, 2-뱅크 구성을 가지며 동기 인터페이스를 갖고, 0.8 mm 의 리드 피치를 가지는 400 mil × 875 mil 의 54핀 TSOP 형 II 플라스틱 패키지에 하우징된다. 이러한 핀 구성 및 핀수의 핀 배치는 통상의 64-Mbit 동기 DRAM 의 핀수 및 핀 배치와 동일하다. 또, ×4-bit 구성 (도 8), ×16-bit 구성 (도 9), ×1-bit 구성 또는 ×32-bit 구성의 핀수 및 핀 배치는 뱅크수에 관계없이 대응하는 동기 DRAM 의 핀수 및 핀 배치와 동일하다.The semiconductor memory device shown in FIG. 7 has a 88-bit, 2-bank configuration including a 64-Mbit DRAM array and a 16-Kbit SRAM array, 400 mil × 875 mil with a synchronous interface, and a lead pitch of 0.8 mm. It is housed in a 54-pin TSOP Type II plastic package. This pin configuration and pin number pin arrangement are the same as the pin number and pin arrangement of a conventional 64-Mbit synchronous DRAM. In addition, the number of pins and pin assignments of the x4-bit configuration (Fig. 8), the x16-bit configuration (Fig. 9), the x1-bit configuration, or the x32-bit configuration is the pin number of the corresponding synchronous DRAM regardless of the number of banks. And pin arrangement.
각 핀들의 신호는 다음과 같이 정의된다.The signal of each pin is defined as follows.
CLK: 클럭신호 (CLK) 는 모든 다른 입/출력 신호에 대해 일반적으로 사용되는 기준클럭이다. 즉, 클럭신호 (CLK) 는 다른 입력신호의 취입 (take-in) 타이밍과 출력신호 타이밍을 결정한다. 각 외부신호의 설정/유지 시간은 클럭 (CLK) 의 상승단을 참조하여 정의된다.CLK: The clock signal (CLK) is the reference clock commonly used for all other input / output signals. That is, the clock signal CLK determines the take-in timing and the output signal timing of another input signal. The setting / holding time of each external signal is defined with reference to the rising end of the clock CLK.
CKE: 클럭 인에이블 신호 (CKE) 는 그에 뒤따르는 CLK 신호가 유효한지의 여부를 결정한다. CKE 신호가 CLK 신호의 상승단에서 하이 (high) 인 경우 CLK 신호는 유효한 것으로 결정되며, 로우 (low) 인 경우에는 CLK 신호는 무효인 것으로 결정된다.CKE: The clock enable signal CKE determines whether the subsequent CLK signal is valid. When the CKE signal is high at the rising end of the CLK signal, the CLK signal is determined to be valid, and when the CKE signal is low, the CLK signal is determined to be invalid.
/CS: 칩 선택신호 (/CS) 는 외부 입력신호 (/RAS, /CAS, /WE) 가 받아들일 수 있는지의 여부를 결정한다. 그 신호 (/CS) 가 신호 (CLK) 의 리딩 에지 (leading edge) 에서 로우인 경우에는 동일 타이밍에서 입력된 /RAS 신호, /CAS 신호 및 /WE 신호가 동작 제어회로로 들어가게 된다. 신호 (/CS) 가 CLK 신호의 리딩 에지에서 하이인 경우에는 동일 타이밍에서 입력된 /RAS 신호, /CAS 신호 및 /WE 신호가 무시된다./ CS: The chip select signal (/ CS) determines whether the external input signals (/ RAS, / CAS, / WE) can be accepted. When the signal / CS is low at the leading edge of the signal CLK, the / RAS signal, / CAS signal and / WE signal input at the same timing enter the operation control circuit. When the signal / CS is high at the leading edge of the CLK signal, the / RAS signal, / CAS signal and / WE signal input at the same timing are ignored.
/RAS, /CAS 및 /WE : 각 제어신호 (/RAS, /CAS 및 /WE) 는 결합하여 반도체 메모리 장치의 동작을 결정한다./ RAS, / CAS and / WE: Each control signal (/ RAS, / CAS and / WE) is combined to determine the operation of the semiconductor memory device.
A0 ~ A13: 어드레스 신호 (A0 ~ A13) 는 클럭 신호에 대응하여 어드레스 제어회로에 입력되어, DRAM 로우 디코더, DRAM 칼럼 디코더, SRAM 로우 디코더 및 SRAM 칼럼 디코더로 보내져, DRAM 부의 셀과 SRAM 부의 셀을 선택하는데 사용된다. 또, 이 어드레스 신호는 내부 동작의 데이터 입/출력 모드를 설정하기 위하여, 내부 명령신호에 따라서, 후술될 모드 레지스터에 입력된다. 또, 어드레스 신호 (A13) 도 DRAM 셀 어레이의 뱅크 선택신호이다.A0 to A13: The address signals A0 to A13 are input to the address control circuit corresponding to the clock signal, and are sent to the DRAM row decoder, the DRAM column decoder, the SRAM row decoder, and the SRAM column decoder to transfer the cells of the DRAM unit and the cells of the SRAM unit. Used to select. This address signal is input to a mode register to be described later in accordance with an internal command signal in order to set the data input / output mode for internal operation. The address signal A13 is also a bank selection signal of the DRAM cell array.
DQM: 데이터 마스크 신호 (DQM) 는 (마스크) 데이터 입력 및 출력을 바이트 단위로 무효화시키도록 기능한다.DQM: The data mask signal (DQM) functions to invalidate (mask) data inputs and outputs in bytes.
DQ0 ~ DQ7: 데이터 신호 (DQ0 ~ DQ7) 는 입/출력 데이터 신호이다.DQ0 to DQ7: The data signals DQ0 to DQ7 are input / output data signals.
(5) 기본 동작(5) basic operation
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기본 동작을 설명한다.The basic operation of the semiconductor memory device according to the present invention will be described.
명령과 데이터의 수는 실시예에 불과하며 임의의 다른 결합도 가능함에 주의하여야 한다.Note that the number of instructions and data is only an example and any other combination is possible.
도 10 은 외부 입력제어신호의 상태와 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작기능을 결정하는 여러가지 명령들의 예를 나타낸 것이다. 그러나, 외부 입력 제어신호와 반도체 메모리 장치의 동작기능을 결정하는 여러가지 명령의 어떠한 다른 결합도 이용될 수 있음에 주의하여야 한다.10 illustrates examples of various commands for determining a state of an external input control signal and an operation function of a semiconductor memory device according to the present invention. However, it should be noted that any other combination of external input control signals and various commands that determine the operational function of the semiconductor memory device may be used.
도 10 에는, 기준클럭 신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력제어신호의 상태 및 그에 의해 결정된 동작이 도시되어 있다. 부호 H 는 논리 하이레벨을 나타내며, L 은 논리 로우레벨을 나타내고 X 는 임의 레벨을 나타낸다. 또, 도 10 에서의 입력제어신호 (CKEn-1) 는 목표 기준클럭의 직전 기준 클럭의 주기에서 입력 제어신호 (CKE) 의 상태를 나타내며, 각 명령에 대해 후술되어지는 제어신호 (CKE) 는 CKEn-1 이다.10 shows the state of each input control signal at the rising end of the reference clock signal CLK and the operation determined thereby. The sign H represents a logic high level, L represents a logic low level and X represents an arbitrary level. In addition, the input control signal CKEn-1 in FIG. 10 indicates the state of the input control signal CKE in the period of the reference clock immediately before the target reference clock, and the control signal CKE described later for each command is CKEn. -1.
이하, 도 10 에 나타낸 명령들을 차례로 설명하기로 한다.Hereinafter, the commands shown in FIG. 10 will be described in order.
1. (리드 명령)1. (lead command)
리드 명령은 SRAM 셀로부터의 데이터 리드 동작을 수행하는 것이다.The read command is to perform a data read operation from the SRAM cell.
도 11 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호의 상승단에서의 각 입력제어신호의 상태는, CKE=H, /CS=L, /RAS=H, /CAS=L 및 /WE=H 이다. 이 리드 명령이 입력되어질 때, 어드레스 (A0 ~ A3) 및 어드레스 (A4 ~ A10) 가 SRAM 로우 선택 어드레스와 SRAM 칼럼 선택어드레스로서 각각 취해진다. 이들 어드레스에서의 데이터는 레이턴시만큼 리드 명령의 입력으로부터 지연된 시간에서 DQ0 ~ DQ7 로 출력되어진다.As shown in Fig. 11, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal is CKE = H, / CS = L, / RAS = H, / CAS = L and / WE = H. When this read command is input, addresses A0 to A3 and addresses A4 to A10 are taken as SRAM row select addresses and SRAM column select addresses, respectively. Data at these addresses is output from DQ0 to DQ7 at a time delayed from the input of the read command by the latency.
리드 명령에 대해 설정된 클럭으로 DQM = H 인 경우, DQ0 ~ DQ7 은 마스크되어 외부로 출력되지 않는다.When DQM = H with the clock set for the read command, DQ0 through DQ7 are masked and not output externally.
도 30 은 이 리드 명령에 따른 내부동작의 데이터 흐름과 어드레스 신호를 나타낸 것이다. SRAM 셀은 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA3) 에 의한 SRAM 로우 디코더의 로우 선택과, 내부 어드레스 신호 (iA4 ~ iA13) 으로부터 발생된 SRAM 선택신호 (iASC4 ~ iASC10) 에 의한 SRAM 칼럼 디코더의 칼럼선택에 의해 선택된다. 그 선택된 SRAM 셀의 데이터는 지정된 데이터 입/출력 모드에서 데이터 증폭기를 통하여 외부로 출력된다.Fig. 30 shows the data flow and address signals of internal operation according to this read command. The SRAM cell is selected by row selection of the SRAM row decoder by the internal address signals iA0 to iA3 and column selection of the SRAM column decoder by the SRAM selection signals iASC4 to iASC10 generated from the internal address signals iA4 to iA13. Is selected. Data of the selected SRAM cell is output externally through the data amplifier in the designated data input / output mode.
2. (라이트 명령)2. (Write command)
라이트 명령은 SRAM 셀에의 데이터 라이트동작을 수행하는 것이다.The write command is to perform a data write operation to the SRAM cell.
도 12 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호의 상승단에서의 각 입력제어신호의 상태는, CKE=H, /CS=L, /RAS=H 및 /CAS= /WE = L 이다. 라이트 명령이 입력될 때, 어드레스 (A0 ~ A3) 가 SRAM 로우 선택 어드레스로서 취해지며, 어드레스 (A4 ~ A10) 가 SRAM 칼럼 선택 어드레스로서 취해진다. 데이터가 라이트됨에 따라, DQ0 ~ DQ7 의 데이터가 라이트 명령의 출력으로부터 레이턴시만큼 지연된 시간에서 취해지게 된다.As shown in Fig. 12, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal is CKE = H, / CS = L, / RAS = H and / CAS = / WE = L. When a write command is input, addresses A0 to A3 are taken as SRAM row select addresses, and addresses A4 to A10 are taken as SRAM column select addresses. As the data is written, data from DQ0 to DQ7 is taken at a time delayed by the latency from the output of the write command.
DQ0 ~ DQ7 의 데이터 취입용 클럭으로 데이터 DQM = H 인 경우, DQ0 ~ DQ7 의 데이터 출력이 마스크되어 내부에 취입되지 않게 된다.When the data DQM = H as the data acquisition clock of DQ0 to DQ7, the data output of DQ0 to DQ7 is masked so that it is not taken in internally.
도 31 은 이 라이트 명령에 따른 내부 동작의 데이터 흐름과 어드레스 신호를 나타낸 것이다. SRAM 셀은 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA3) 로부터 발생된 SRAM 로우 선택신호 (iASR0 ~ iASR3) 에 의한 SRAM 로우 디코더의 로우선택과, 내부 어드레스 신호 (iASR0 ~ iASR3 및 iA4 ~ iA13) 로부터 발생된 SRAM 선택신호 (iASC4 ~ iASC10) 에 의한 SRAM 칼럼 디코더의 칼럼 선택에 의해 선택된다. DQ0 ~ DQ7 로부터 취해진 라이트 데이터는 선택된 SRAM 셀에 라이트 버퍼를 통하여 라이트된다.Fig. 31 shows data flow and address signals of internal operation according to this write command. The SRAM cell selects the row of the SRAM row decoder by the SRAM row selection signals iASR0 to iASR3 generated from the internal address signals iA0 to iA3 and the SRAM selection generated from the internal address signals iASR0 to iASR3 and iA4 to iA13. It is selected by the column selection of the SRAM column decoder by the signals iASC4 to iASC10. Write data taken from DQ0 to DQ7 is written to the selected SRAM cell through the write buffer.
도 30 및 도 31 에 나타낸 바와 같이, 리드 명령과 라이트 명령은 DRAM 부와 데이터 전송부에 무관하게 리드 및 라이트를 수행하게 된다. 따라서, 이들 명령들은 데이터 입/출력용으로 선택된 SRAM 로우 이외의 SRAM 셀군과 DRAM 부 간의 데이터 전송동작, 및/또는 DRAM 부내의 동작이 여전히 계속되는 경우에도, 동작할 수 있다. 이와 반대로, 리드 명령 또는 라이트 명령이 동작되고 있는 경우에도, 데이터 입/출력용으로 선택된 SRAM 로우 이외의 SRAM 셀군과 DRAM 부 간의 데이터 전송동작과 DRAM 내의 동작의 명령에 의해 동작하는 것이 가능하다.As shown in Figs. 30 and 31, the read command and the write command perform read and write regardless of the DRAM unit and the data transfer unit. Thus, these commands can operate even if the data transfer operation between the SRAM cell group and the DRAM portion other than the SRAM row selected for data input / output, and / or the operation in the DRAM portion still continues. On the contrary, even when the read command or the write command is being operated, it is possible to operate by the data transfer operation between the SRAM cell group and the DRAM portion other than the SRAM row selected for data input / output and the operation command in the DRAM.
3. (프리패치 (prefetch))3. (prefetch)
프리패치명령은 DRAM 셀군으로부터 SRAM 셀군으로의 데이터 전송을 수행하는 것이다.The prefetch command is to perform data transfer from the DRAM cell group to the SRAM cell group.
도 13 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호의 상승단에서의 각 입력제어신호의 상태는, CKE = H, /CS = L, /RAS=/CAS=H 및 /WE=L 이다. 또한, A10 = L 및 A9 = L 이다. 프리패치 명령이 입력될 때, 어드레스 (A0 ~ A3) 는 SRAM 로우 선택 어드레스로서 취해지며, 어드레스 (A4 ~ A6) 는 SRAM 칼럼 선택 어드레스로서 취해지고, A13 는 DRAM 어레이의 뱅크 선택어드레스로서 취해진다. 이 실시예에서는, 뱅크 (A) 가 선택된다.As shown in Fig. 13, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal is CKE = H, / CS = L, / RAS = / CAS = H and / WE = L. In addition, A10 = L and A9 = L. When a prefetch command is input, addresses A0 to A3 are taken as SRAM row select addresses, addresses A4 to A6 are taken as SRAM column select addresses, and A13 is taken as bank select addresses of the DRAM array. In this embodiment, the bank A is selected.
도 32 는 이 프리패치 명령에 따른 내부 동작의 데이터 흐름과 어드레스 신호를 나타낸 것이다. 후술되어질 활성화 명령에 의해 이미 선택된 DRAM 셀군들중에서, iA13 으로 지정된 뱅크내의 SRAM 셀이 선택된다. 이 실시예에서는, 뱅크 (A) 가 선택된다. DRAM 셀군의 비트 라인은 어드레스 (iA5 및 iA6) 에 의해 지정된다. 비트라인의 데이터는 활성화 명령시에 센스 증폭기에 의해 증폭되어, 선택된 비트 라인의 데이터가 데이터 전송회로를 통하여 데이터 전송버스 라인으로 전송된다. 어드레스 (iA0 ~ iA3) 에 의해 선택된 SRAM 의 로우상의 셀들은 이전 데이터의 유지를 중지하고, 데이터 전송버스 라인상의 데이터를 취입하여, 그로부터 전송된 데이터를 유지한다. 데이터 전송회로를 통한 센스 증폭기로부터 데이터 전송라인으로의 출력은 데이터 전송후에 중지된다.Fig. 32 shows the data flow and address signal of the internal operation according to this prefetch command. Of the DRAM cell groups already selected by the activation command to be described later, the SRAM cell in the bank designated by iA13 is selected. In this embodiment, the bank A is selected. The bit lines of the DRAM cell group are designated by addresses iA5 and iA6. The data of the bit line is amplified by the sense amplifier in the activation command, and the data of the selected bit line is transmitted to the data transfer bus line through the data transfer circuit. The cells on the row of the SRAM selected by the addresses iA0 to iA3 stop the holding of previous data, take in data on the data transfer bus line, and hold the data transferred therefrom. Output from the sense amplifier through the data transmission circuit to the data transmission line is stopped after data transmission.
이 실시예에서, 프리패치 명령에 의해 한번에 전송된 데이터의 갯수는 128 × 8 이다.In this embodiment, the number of data transmitted at one time by the prefetch command is 128x8.
4. (자동 예비충전을 수반하는 프리패치 명령)4. (Prefetch command with automatic precharge)
자동 예비충전을 수반하는 프리패치 명령은 DRAM 셀군으로부터 SRAM 셀군으로 데이터를 전송하고 그 데이터 전송후에 DRAM 부를 자동적으로 예비충전시키는 것이다.The prefetch command with automatic precharge transfers data from the DRAM cell group to the SRAM cell group and automatically precharges the DRAM unit after the data transfer.
도 14 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호의 상승단에서의 각 입력제어신호의 상태는, CKE=H, /CS=L, /RAS=/CAS = H 및 /WE=L 이다. 또, A10 = H 및 A9 = L 이다. 상술한 프리패치 명령과 유사하게, 자동 예비충전을 수반하는 프리패치 명령이 입력되는 경우, 어드레스 (A0 ~ A3) 는 SRAM 로우 선택 어드레스로서 취해지며, 어드레스 (A5 및 A6) 는 DRAM 칼럼 선택 어드레스로서 취해지고, A13 는 DRAM 어레이의 뱅크 선택어드레스로서 취해진다.As shown in Fig. 14, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal is CKE = H, / CS = L, / RAS = / CAS = H and / WE = L. Moreover, A10 = H and A9 = L. Similar to the prefetch command described above, when a prefetch command with automatic precharging is input, addresses A0 to A3 are taken as SRAM row select addresses, and addresses A5 and A6 as DRAM column select addresses. A13 is taken as the bank selection address of the DRAM array.
이하, 내부 동작의 어드레스 신호와 자동 예비충전을 수반하는 프리패치 명령에 의해 유발된 데이터 흐름을 설명한다. 후술될 활성화 명령에 의해 이미 선택된 DRAM 셀군들중에서, iA13 에 의해 지정된 뱅크내의 SRAM 셀이 선택된다. DRAM 셀군의 비트라인은 어드레스 (iA5 및 iA6) 에 의해 지정된다. 활성화 명령시에 그 비트라인의 데이터는 센스 증폭기에 의해 증폭되며, 그 선택된 비트라인의 데이터가 데이터 전송버스 라인으로 전송된다. 어드레스 (iA0 ~ iA3) 에 의해 선택된 SRAM 의 로우상의 셀들은 이전 데이터의 유지를 중지하고, 데이터 전송버스 라인상의 데이터를 취하여 그로부터 전송된 데이터를 유지한다. 센스 증폭기로부터 데이터 전송회로를 통한 데이터 전송라인으로의 출력이 데이터 전송후에 중지된다. 데이터 전송버스 라인으로의 출력중단으로부터 소정 시간후, 워드 라인은 비선택 상태가 되며, 예비충전 명령에 대해 설명되어질 내부 동작 (비트 라인과 센스 증폭기의 퍼텐셜 평형) 이 수행된다. 자동 예비충전을 수반하는 프리패치 명령의 입력으로부터 소정시간 후에, DRAM 이 자동적으로 예비충전 (비선택) 상태가 된다.The following describes the data flow caused by the address signal of the internal operation and the prefetch command involving automatic precharge. Of the DRAM cell groups already selected by the activation command to be described later, an SRAM cell in the bank designated by iA13 is selected. The bit lines of the DRAM cell group are designated by addresses iA5 and iA6. In the activation command, the data of the bit line is amplified by the sense amplifier, and the data of the selected bit line is transmitted to the data transmission bus line. The cells on the row of the SRAM selected by the addresses iA0 to iA3 stop the holding of the previous data, take the data on the data transfer bus line and hold the data transferred therefrom. The output from the sense amplifier to the data transmission line through the data transmission circuit is stopped after the data transmission. After a predetermined time from the output stop to the data transfer bus line, the word line is deselected, and an internal operation (potential balance of the bit line and sense amplifier) to be described for the precharge command is performed. After a predetermined time from the input of the prefetch command with automatic precharge, the DRAM automatically enters the precharge (non-select) state.
5. (리스토어 명령 (restore))5. (restore command)
이 리스토어 명령은 SRAM 셀군으로부터 DRAM 셀군으로의 데이터 전송을 수행하는 것이다. 도 15 에 나타낸 바와 같이, 이 명령은 외부 클럭 신호 (CLK1 및 CLK2) 에 따라서 진행하는 연속적인 입력 명령이다.This restore command is to perform data transfer from the SRAM cell group to the DRAM cell group. As shown in Fig. 15, this command is a continuous input command that proceeds in accordance with the external clock signals CLK1 and CLK2.
도 15 에 나타낸 외부 클럭신호의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS=L, /RAS=/CAS=H 및 /WE=L 이다. 또, A10 = L 및 A9 = H 이다. 첫번째 외부 클럭신호 (CLK1) 의 상승단에서, 어드레스 (A0 ~ A3) 는 SRAM 로우 선택 어드레스로서 취해지며, 어드레스 (A5 및 A6) 는 DRAM 칼럼 선택 어드레스로서 취해지고, 두번째 외부클럭 신호 (CLK2) 의 상승단에서, 어드레스 (A0 ~ A12) 는 전송 목적지인 DRAM 어레이의 뱅크 선택어드레스로서 취해진다. CLK 1 및 CLK2 의 상승단에서 어드레스 (A13) 는 DRAM 어레이의 뱅크 선택 어드레스로서 취해진다. CLK1 및 CLK2 에 의해 입력된 이 A13 어드레스는 동일해야 한다.The state of each input control signal at the rising end of the external clock signal shown in Fig. 15 is CKE = H, / CS = L, / RAS = / CAS = H and / WE = L. Moreover, A10 = L and A9 = H. At the rising end of the first external clock signal CLK1, addresses A0 to A3 are taken as the SRAM row select addresses, addresses A5 and A6 are taken as the DRAM column select addresses, and the second external clock signal CLK2 At the rising end, addresses A0 to A12 are taken as bank selection addresses of the DRAM array as the transfer destination. At the rising ends of CLK 1 and CLK2, the address A13 is taken as the bank select address of the DRAM array. This A13 address input by CLK1 and CLK2 must be identical.
도 33 은 이 리스토어 명령에 의해 발생된 데이터 흐름과 내부 동작시의 어드레스 신호를 나타낸 것이다. 도 33 에 나타낸 내부 어드레스 신호 (i1A0 ~ i1A12) 는 첫번째 클럭 (CLK1) 시의 내부 어드레스 데이터이며, 내부 어드레스 신호 (i2A0 ~ i2A12) 는 두번째 클럭 (CLK2) 시의 내부 어드레스 데이터로서, 동일한 내부 어드레스 신호 라인의 데이터가 각 클럭에 대해 도시되어 있다. 첫번째 클럭 (CLK1) 시에 어드레스로부터 발생된 어드레스 (i1A0 ~ i1A3) 에 의해 선택된 SRAM 셀군의 데이터는 어드레스 (iA13) 에 의해 선택된 뱅크의 데이터 전송버스 라인으로 전송된다. 그후, 그 데이터 전송버스 라인의 데이터가 어드레스 (i1A5 및 i1A6) 에 의해 선택된 DRAM 의 비트라인으로 전송된다. 그후, 어드레스 (i2A0 ~ i2A12) 에 의해 DRAM 의 비트라인이 선택되며, iA13 이 선택되어, 그 선택된 워드 라인상의 셀군의 데이터가 대응하는 비트라인으로 각각 출력된다. DRAM 의 비트라인에 대응하는 센스 증폭기는 각 비트 라인으로 출력된 DRAM 셀군의 데이터를 검출하여 증폭한다. 어드레스 (i1A5 및 i1A6) 에 의해 선택된 비트라인에 대응하는 센스 증폭기는 데이터 전송버스라인으로부터 전송된 라이트 데이트를 검출하여 증폭한다. 데이터 전송버스 라인을 통한 DRAM 의 비트라인으로의 데이터 출력은 워드 라인이 상승된 후에 중지된다.Fig. 33 shows the data flow generated by this restore command and the address signal in the internal operation. The internal address signals i1A0 to i1A12 shown in FIG. 33 are internal address data at the first clock CLK1, and the internal address signals i2A0 to i2A12 are internal address data at the second clock CLK2, and are the same internal address signal. The data of the line is shown for each clock. The data of the SRAM cell group selected by the addresses i1A0 to i1A3 generated from the address at the first clock CLK1 is transferred to the data transfer bus line of the bank selected by the address iA13. Then, the data of the data transfer bus line is transferred to the bit line of the DRAM selected by the addresses i1A5 and i1A6. Thereafter, the bit lines of the DRAM are selected by the addresses i2A0 to i2A12, iA13 is selected, and data of the cell group on the selected word line is output to the corresponding bit lines, respectively. A sense amplifier corresponding to the bit line of the DRAM detects and amplifies the data of the DRAM cell group output to each bit line. The sense amplifier corresponding to the bit line selected by the addresses i1A5 and i1A6 detects and amplifies the write data transmitted from the data transmission bus line. Data output from the DRAM to the bit line through the data transfer bus line is stopped after the word line is raised.
이 실시예에서, 한번에 전송된 데이터 수는 128 × 8 이다.In this embodiment, the number of data transmitted at one time is 128 × 8.
6. (자동 예비충전을 수반하는 리스토어 명령)6. (Restore command with automatic precharge)
자동 예비충전을 수반하는 리스토어 명령은 SRAM 셀군으로부터 DRAM 셀군으로 데이터 전송을 수행하고 그 데이터 전송 후에, DRAM 부의 예비충전을 자동으로 행하는 것이다.The restore command with automatic precharging is to perform data transfer from the SRAM cell group to the DRAM cell group and automatically perform precharge of the DRAM unit after the data transfer.
도 16 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK1 및 CLK2) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS=L, /RAS=/CAS=H 및 /WE=L 이며, 또, A10 = H 및 A9=H 이다. 첫번째 외부 클럭신호 (CLK1) 의 상승단에서, 어드레스 (A0 ~ A3) 는 SRAM 로우 선택 어드레스로서 취해지며, 어드레스 (A5 및 A6) 는 DRAM 칼럼 선택 어드레스로서 취해지고, 다음의 두번째 외부 클럭신호 (CLK2) 의 상승단에서는 어드레스 (A0 ~ A12) 가 전송 목적지인 DRAM 어레이의 선택어드레스로서 취해진다. CLK 1 및 CLK2 의 상승단에서 어드레스 (A13) 는 DRAM 어레이의 뱅크 선택 어드레스로서 취해진다. CLK1 및 CLK2 에 의해 입력된 이 A13 어드레스는 동일해야 한다.As shown in Fig. 16, the states of each input control signal at the rising ends of the external clock signals CLK1 and CLK2 are CKE = H, / CS = L, / RAS = / CAS = H and / WE = L. And A10 = H and A9 = H. At the rising end of the first external clock signal CLK1, addresses A0 to A3 are taken as SRAM row select addresses, addresses A5 and A6 are taken as DRAM column select addresses, and the next second external clock signal CLK2. ), The addresses A0 to A12 are taken as selection addresses of the DRAM array as the transfer destination. At the rising ends of CLK 1 and CLK2, the address A13 is taken as the bank select address of the DRAM array. This A13 address input by CLK1 and CLK2 must be identical.
이하, 자동 예비충전을 수반하는 이 리스토어에 의해 발생된 데이터 흐름과 내부 동작의 어드레스 신호를 설명하기로 한다. 첫번째 클럭 (CLK1) 시에 어드레스로부터 발생된 어드레스 (i1A0 ~ i1A3) 에 의해 선택된 SRAM 셀군의 데이터가 어드레스 (iA13) 에 의해 선택된 뱅크의 데이터 전송버스 라인으로 전송된다. 그후, 그 데이터 전송버스 라인의 데이터가 어드레스 (i1A5 및 i1A6) 에 의해 선택된 DRAM 의 비트라인으로 전송된다. 그후, 다음 클럭 (CLK2) 의 시간에 어드레스에 의해 발생된 어드레스 (i2A0 ~ i2A12) 에 의해 DRAM 의 워드 라인이 선택되어, 그 선택된 워드 라인상의 셀군의 데이터가 대응하는 비트라인으로 출력된다. 각 비트라인에 대응하는 센스 증폭기는 비트라인으로 출력된 DRAM 셀군의 데이터를 검출하여 증폭하며, 어드레스 (i1A5 및 i1A6) 에 의해 선택된 비트라인에 대응하는 센스 증폭기는 데이터 전송 버스라인으로부터 전송된 라이트 데이터를 검출하여 증폭한다. 데이터 전송버스 라인을 통한 DRAM 의 비트라인으로의 출력은 워드라인이 상승된 후 중지된다. 이 워드 라인은 그로부터 소정 시간후에 비선택 상태가 되며, 후술되어질 예비충전 명령으로 나타내어지는 내부 동작 (비트라인과 센스 증폭기의 평형) 이 수행된다. 그 명령으로부터 소정 시간후, DRAM 이 자동적으로 예비충전 상태로 된다.The data flow generated by this restore with automatic precharge and the address signal of the internal operation will be described below. The data of the SRAM cell group selected by the addresses i1A0 to i1A3 generated from the address at the first clock CLK1 is transferred to the data transfer bus line of the bank selected by the address iA13. Then, the data of the data transfer bus line is transferred to the bit line of the DRAM selected by the addresses i1A5 and i1A6. Thereafter, the word lines of the DRAM are selected by the addresses i2A0 to i2A12 generated by the address at the time of the next clock CLK2, and the data of the cell group on the selected word lines is output to the corresponding bit lines. The sense amplifier corresponding to each bit line detects and amplifies data of the DRAM cell group outputted to the bit line, and the sense amplifier corresponding to the bit line selected by the addresses i1A5 and i1A6 is the write data transmitted from the data transmission bus line. Detect and amplify. The output of the DRAM to the bit line through the data transfer bus line is stopped after the word line is raised. This word line becomes unselected after a predetermined time therefrom, and an internal operation (equilibrium between the bit line and the sense amplifier), which is represented by a precharge command to be described later, is performed. After a predetermined time from the command, the DRAM automatically enters the precharge state.
7. (활성화 명령)7. (Activation command)
활성화 명령은 DRAM 어레이로부터 선택된 뱅크를 활성화시키는 것이다.The activate command is to activate the selected bank from the DRAM array.
도 17 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS= /RAS= L, /CAS= /WE= H 이다. 이 활성화 명령의 입력시간에서 어드레스 (A13) 는 DRAM 의 뱅크 선택 어드레스로 취해지며, 어드레스 (A0 ~ A12) 는 DRAM 의 로우 선택 어드레스로서 취해진다.As shown in Fig. 17, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal CLK is CKE = H, / CS = / RAS = L, and / CAS = / WE = H. At the input time of this activation command, the address A13 is taken as the bank select address of the DRAM, and the addresses A0 to A12 are taken as the row select address of the DRAM.
도 34 는 이 활성화 명령에 의해 야기된 내부 동작의 어드레스 신호와 데이터 흐름을 나타낸 것이다. 어드레스 (iA13) 에 의해 선택된 뱅크에서, 어드레스 (iA0 ~ iA12) 에 의해 DRAM 의 워드라인이 선택된다. 그 선택된 워드라인상의 DRAM 셀군의 데이터가 그에 접속된 비트라인으로 출력되며, 각 비트라인에 대응하는 센스 증폭기가 비트라인으로 출력된 DRAM 셀군의 데이터를 검출하여 증폭한다. 이 실시예에서는, 한번에 전송된 데이터 수가 512 × 8 이다.Fig. 34 shows the address signal and data flow of internal operation caused by this activation command. In the bank selected by the address iA13, the word lines of the DRAM are selected by the addresses iA0 to iA12. Data of the DRAM cell group on the selected word line is output to the bit line connected thereto, and a sense amplifier corresponding to each bit line detects and amplifies the data of the DRAM cell group output to the bit line. In this embodiment, the number of data transmitted at one time is 512 x 8.
다른 워드 라인선택이 이미 할성화된 뱅크에 대해 행해지는 경우에는, 그 뱅크를 예비충전상태로 만든후 새로운 활성화 명령을 입력시키는 것이 필요하다.If another word line selection is made for an already active bank, it is necessary to put the bank into a precharge state and input a new activation command.
이 명령은 통상의 DRAM 의 /RAS 신호가 로우가 되는 경우에 대응한다.This command corresponds to the case where the / RAS signal of a normal DRAM goes low.
8. (예비충전 명령)8. (Precharge order)
예비충전 명령은 DRAM 어레이로부터 선택된 뱅크의 예비충전 (비활성화) 시키는 것이다.The precharge command is to precharge (disable) the selected banks from the DRAM array.
도 18 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS= /RAS= L, /CAS=H 및 /WE=L 이다. 예비충전 명령의 입력시, A10=L 및 A13= 유효 데이터인 경우, 어드레스 (A13) 의 데이터에 의해 지정된 뱅크가 예비충전 (비선택) 된다. 뱅크는 이 예비충전전의 활성화 명령 입력시에 선택되며, 후자의 명령 입력 전에 이 예비충전 명령에 의해 지정된 뱅크로의 활성화 명령 입력이 없는 경우, 예비충전 명령은 무효이다.As shown in Fig. 18, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal CLK is CKE = H, / CS = / RAS = L, / CAS = H and / WE = L. When A10 = L and A13 = valid data when inputting the precharge command, the bank designated by the data of the address A13 is precharged (not selected). The bank is selected at the time of inputting the activation command of this precharge, and if there is no activation command input to the bank designated by this precharge command before the latter command input, the precharge command is invalid.
이하, 예비충전 명령에 의해 야기된 내부 동작의 어드레스 신호와 데이터 흐름을 설명한다.The address signal and data flow of the internal operation caused by the precharge command will be described below.
비트라인 퍼텐셜과 센스 증폭기 퍼텐셜은 어드레스 (iA13) 에 의해 선택된 뱅크가 활성화된 DRAM 의 워드라인을 비선택상태로 함으로써 평형상태가 된다. 예비충전 명령의 동작이 완료된 후, 그 선택된 뱅크는 다음 활성화 명령을 수신하는 것을 준비하게 된다.The bit line potential and sense amplifier potential are balanced by deselecting the word line of the DRAM in which the bank selected by the address iA13 is activated. After the operation of the precharge command is completed, the selected bank is ready to receive the next activation command.
이 예비충전 명령은 통상용 DRAM 의 RAS 신호가 하이가 되는 경우에 대응한다.This precharge command corresponds to the case where the RAS signal of a normal DRAM becomes high.
9. (모든 뱅크 예비충전 명령)9. (All bank precharge command)
모든 뱅크 예비충전명령은 DRAM 어레이의 모든 뱅크들을 예비충전 (비활성화) 시키는 것이다. 이 명령에 의해, DRAM부는 예비충전상태로 설정되며, 모든 뱅크들의 활성화 상태가 종료될 수 있다.Every bank precharge command precharges (deactivates) all banks in a DRAM array. By this command, the DRAM unit is set to the precharge state, and the activation state of all the banks can be terminated.
도 19 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS= /RAS=L, /CAS=H 및 /WE=L 이다. 또, A10 = H 이다.As shown in Fig. 19, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal CLK is CKE = H, / CS = / RAS = L, / CAS = H and / WE = L. Moreover, A10 = H.
이하, 예비충전 명령에 의해 야기된 내부동작의 어드레스 신호와 데이터 흐름을 설명한다.The address signal and data flow of the internal operation caused by the precharge command will be described below.
비트라인 퍼텐셜과 센스 증폭기 퍼텐셜은 선택된 DRAM 의 모든 워드라인을 비선택 상태로 만듬으로써 평형상태가 된다. 이 명령의 동작이 완료된 후, 모든 뱅크들은 다음 활성화 명령입력을 수신하는 것을 대기하게 된다.The bit line potential and sense amplifier potential are balanced by making all word lines of the selected DRAM unselected. After the operation of this command is completed, all banks will wait to receive the next activation command input.
이 모든 뱅크 예비충전 명령은 통상용의 DRAM 의 /RAS 신호가 하이인 경우에 대응한다.All of these bank precharge commands correspond to the case where the / RAS signal of a normal DRAM is high.
10. (CBR 리프레쉬 명령)10. (CBR refresh command)
CBR 리프레쉬 명령은 DRAM 데이터부의 셀 데이터를 리프레쉬시키는 것이다. 리프레쉬에 요하는 어드레스 신호는 내부에서 자동적으로 발생된다.The CBR refresh command refreshes the cell data of the DRAM data portion. The address signal required for refresh is automatically generated internally.
도 20 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS= /RAS= /CAS= L 및 /WE=H 이다.As shown in Fig. 20, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal CLK is CKE = H, / CS = / RAS = / CAS = L and / WE = H.
이하, CBR 리프레쉬 명령에 의해 야기된 내부동작의 어드레스 신호와 데이터 흐름을 설명한다.The address signal and data flow of the internal operation caused by the CBR refresh command will be described below.
어드레스 (iA0 ~ iA12 및 iA13) 는 내부에서 자동적으로 발생된다. 뱅크는 내부적으로 발생된 어드레스 (iA13) 에 의해 선택되며, 그 내부적으로 발생된 어드레스 (iA0 ~ iA12) 에 의해 DRAM 의 워드라인이 선택되어, 그 선택된 워드라인상의 DRAM 셀군은 그들 데이터를 대응하는 비트라인으로 각각 출력한다. 각 비트라인에 대응하는 센스 증폭기는 비트라인에 출력된 DRAM 셀군의 데이터를 검출하여 증폭한다. 센스 증폭기에 의해 검출 및 증폭된 데이터는 다시 비트라인을 통하여 DRAM 셀군에 라이트된다. 데이터의 리-라이트 (re-write) 로부터 소정 시간 후, 워드라인이 비선택상태로 되며, 비트라인과 센스 증폭기 퍼텐셜이 평형상태가 되게 되어, 리프레쉬동작이 완료된다.Addresses iA0 to iA12 and iA13 are automatically generated internally. The bank is selected by the internally generated address iA13, and the word lines of the DRAM are selected by the internally generated addresses iA0 to iA12, so that the DRAM cell group on the selected word line corresponds to the corresponding bits. Output each to a line. A sense amplifier corresponding to each bit line detects and amplifies data of the DRAM cell group output on the bit line. The data detected and amplified by the sense amplifier is again written to the DRAM cell group through the bit line. After a predetermined time from the re-write of data, the word line becomes unselected, the bit line and sense amplifier potential are in equilibrium, and the refresh operation is completed.
11. (비동작 명령)11. (non-operation command)
도 21 에 나타낸 CKE=H, /CS=L, /RAS=/CAS = /WE=H 의 비동작 명령은 실행명령이 아니다.The non-operational commands of CKE = H, / CS = L and / RAS = / CAS = / WE = H shown in Fig. 21 are not execution commands.
12. (장치 비선택 명령)12. (Device not select command)
도 22 에 나타낸 CKE = H, /CS=H 의 장치 비선택명령은 실행명령이 아니다.The device non-selection command of CKE = H and / CS = H shown in Fig. 22 is not an execution command.
13. (레지스터 설정 명령)13. (register setting command)
레지스터 설정명령은 설정데이터를 레지스터에 여러가지 동작모드로 설정하는 것이다.The register setting instruction sets the setting data in the register in various operation modes.
도 23 및 도 24 에 나타낸 바와 같이, 외부 클럭신호 (CLK) 의 상승단에서의 각 입력 제어신호의 상태는, CKE=H, /CS= /RAS=/CAS=/WE=L 이다. 이 명령의 입력시, 어드레스 (A0 ~ A13) 의 유효 데이터가 동작모드의 설정 데이터로서 취해진다. 이 명령에 의한 레지스터 설정의 입력은 전원이 접속된 후 장치를 초기화하는데 필요하다.As shown in Figs. 23 and 24, the state of each input control signal at the rising end of the external clock signal CLK is CKE = H, / CS = / RAS = / CAS = / WE = L. When inputting this command, valid data of addresses A0 to A13 is taken as setting data of the operation mode. Input of register settings by this command is required to initialize the device after the power is connected.
도 25 는 레지스터 설정 명령시의 어드레스 데이터에 의한 동작을 나타낸 것이다.Fig. 25 shows the operation by the address data in the register setting command.
도 25 에 나타낸 레지스터 설정명령부분 (a), (b), (c) 및 (d) 는 도 23 에 나타낸 하나의 클럭만큼 입력되며, 후술될 또다른 레지스터 설정명령 부분 (d) 이 도 24 에 나타낸 2개의 클럭만큼 입력된다.Register setting command parts (a), (b), (c) and (d) shown in FIG. 25 are input by one clock shown in FIG. 23, and another register setting command part (d) to be described later is shown in FIG. Input is made by the two clocks shown.
도 25 에 나타낸 레지스터 설정 명령 (a) 은 리프레쉬의 테스트 세트로서, 통상의 동기 DRAM 과 유사하다. 이 어드레스 세트는 A7=L 및 A8=L 의 입력시에 선택된다.The register setting command (a) shown in Fig. 25 is a test set of refreshes, similar to a normal synchronous DRAM. This address set is selected at the input of A7 = L and A8 = L.
도 25 에 나타낸 레지스터 설정명령 (b) 은 미사용 세트이다. 이 어드레스 세트는 A7=L 및 A8=H 의 입력시에 선택된다.The register setting command (b) shown in FIG. 25 is an unused set. This address set is selected at the input of A7 = L and A8 = H.
도 25 에 나타낸 레지스터 설정명령 (c) 은 장치 테스트 세트이다. 이 어드레스 세트는 A7=H 및 A8=H 의 입력시에 선택된다.The register setting command (c) shown in FIG. 25 is a device test set. This address set is selected at the input of A7 = H and A8 = H.
도 25 에 나타낸 레지스터 설정명령 (d) 은 모드 레지스터 설정세트이다. 이 어드레스 세트는 A7=L 및 A8=L 의 입력시에 선택되며, 후술될 여러가지 데이터 입/출력 모드가 설정된다. 모드 레지스터는 서브 메모리부의 각 SRAM 셀군의 데이터 입/출력 모드를 저장한다.The register setting command (d) shown in FIG. 25 is a mode register setting set. This address set is selected at the input of A7 = L and A8 = L, and various data input / output modes to be described later are set. The mode register stores the data input / output mode of each SRAM cell group in the sub memory section.
도 26 은 모드 레지스터 설정의 상세 설정항목 리스트이다.Fig. 26 is a detailed setting item list of mode register settings.
모드 레지스터 설정 (1) 명령은 레이턴시 모드와 입/출력 어드레스 시이퀀스 (랩 유형) 간을 스위칭하는 것이다. 이 명령은 도 23 에 나타낸 바와 같은 외부 클럭신호의 한 클럭만큼 입력된다. 이 어드레스 세트는 A6 =L, A7=L 및 A8=L 인 경우에 선택된다.The mode register set (1) command is to switch between the latency mode and the input / output address sequence (lab type). This command is input by one clock of the external clock signal as shown in FIG. This address set is selected when A6 = L, A7 = L and A8 = L.
레이턴시 모드 설정은 동시에 입력된 A1, A2 및 A3 의 데이터에 의해 이루어지며, 입/출력 시이퀀스 (랩 유형) 가 A0 의 데이터에 의해 설정된다. 레이턴시 모드는 A1=L, A2=H 및 A3=L 인 경우에 레이턴시=2 로 설정되며, 그렇치 않으면, 미설정 또는 미사용 상태가 된다. 입/출력 어드레스 시이퀀스 (랩 유형) 는 A0=L 인 경우에 시이퀀셜 (sequential) 로 설정되며 A0=H 인 경우에 인터리브 (interleave) 로 설정된다.The latency mode setting is made by the data of A1, A2 and A3 which are input simultaneously, and the input / output sequence (lap type) is set by the data of A0. The latency mode is set to latency = 2 when A1 = L, A2 = H, and A3 = L, otherwise it is either unset or unused. The input / output address sequence (lap type) is set to sequential if A0 = L and to interleave if A0 = H.
모드 레지스터 설정 (2) 명령은 SRAM 의 모든 선택된 로우의 버스트 길이를 설정하기 위한 어드레스 데이터 세트로서, SRAM 의 로우 지정과 버스트 데이터 길이를 입력하기 위하여, 도 24 에 도시된 바와 같이 외부 클럭신호의 2클럭에 걸쳐서 연속적으로 입력되어진다. 이 어드레스 세트는 A6=H, A7=L 및 A8=L 인 경우에 선택된다.The mode register setting (2) command is an address data set for setting the burst length of all selected rows of the SRAM. In order to input the row designation and the burst data length of the SRAM, two of the external clock signals as shown in FIG. It is input continuously over the clock. This address set is selected when A6 = H, A7 = L and A8 = L.
SRAM 셀군은 첫번째 클럭 (CLK1) 의 A1, A2 및 A3 의 데이터에 의해 선택되며, 그 선택된 셀군의 버스트 길이는 후속 클럭 (CLK2) 의 A3, A4 및 A5 의 데이터에 의해 선택된다. 버스트 길이는 A3=L, A4=L 및 A5=L 인 경우에 1 로 설정되며, A3=H, A4=L 및 A5=L 인 경우에 2 로 설정되며, A3=L, A4=H 및 A5=L 인 경우에 3 로 설정되며, A3=H, A4=H 및 A5=L 인 경우에 8 로 설정되고, A3=L, A4=L 및 A5=H 인 경우에 16 으로 설정된다.The SRAM cell group is selected by the data of A1, A2 and A3 of the first clock CLK1, and the burst length of the selected cell group is selected by the data of A3, A4 and A5 of the subsequent clock CLK2. The burst length is set to 1 when A3 = L, A4 = L and A5 = L, and set to 2 when A3 = H, A4 = L and A5 = L, and A3 = L, A4 = H and A5 It is set to 3 when = L, and set to 8 when A3 = H, A4 = H and A5 = L, and set to 16 when A3 = L, A4 = L and A5 = H.
이하, 여러가지 데이터 입/출력 모드를 간단히 설명한다.Various data input / output modes will be briefly described below.
버스트 길이: 버스트 길이는 리드 명령 또는 라이트 명령의 입력에 의해 연속적으로 입/출력된 데이터수를 나타낸다. 그 연속 데이터 입/출력은 클럭 신호를 기초로 수행된다. 도 27 은 데이터 리드를 위한 각 신호들의 타이밍을 나타낸 것으로, 여기서 버스트 길이는 4이다. 즉, 리드 명령이 CLK0 에서 입력되는 경우, 4개의 데이터가 CLK2, CLK3, CLK4 및 CLK5 에서 연속적으로 출력된다. 도 28 은 데이터 라이트를 위한 각 신호들의 타이밍을 나타낸 것이다. 버스트 길이가 4 이므로, 라이트 명령이 CLK0 에서 입력되는 경우, 4개의 데이터가 CLK0, CLK1, CLK2 및 CLK3 에서 연속적으로 취해진다.Burst Length: The burst length represents the number of data continuously input / output by the input of a read command or a write command. The continuous data input / output is performed based on the clock signal. 27 shows the timing of each signal for the data read, where the burst length is four. That is, when a read command is input in CLK0, four data are output in succession in CLK2, CLK3, CLK4 and CLK5. 28 shows timing of respective signals for data write. Since the burst length is 4, when a write command is input in CLK0, four data are taken in succession in CLK0, CLK1, CLK2 and CLK3.
레이턴시: 레이턴시는 리드명령 또는 라이트 명령의 입력시간으로부터 데이터 입/출력이 클럭수만큼 가능하게 되는 시간까지의 대기시간을 나타낸다. 도 27 은 데이터 리드시의 각 신호들의 타이밍을 나타낸 것이다. 이 실시예에서는, 데이터 리드시의 레이턴시는 2 이다. 즉, 리드 명령이 CLK0 에서 입력되는 경우, DQ 단자로의 데이터 출력은 CLK2 에서 시작된다. 도 28 은 데이터 라이트시의 각 신호들의 타이밍을 나타낸 것이다. 이 실시예에서, 데이터 라이트시의 레이턴시는 0 이다. 즉, 라이트 명령이 CLK0 에서 입력되는 경우, DQ 단자로부터 취해진 데이터는 CLK0 입력과 동시에 시작된다.Latency: Latency refers to the waiting time from the input time of the read command or the write command to the time when data input / output becomes possible by the number of clocks. 27 shows timings of signals in reading data. In this embodiment, the latency at the time of data read is two. That is, when a read command is input at CLK0, data output to the DQ terminal is started at CLK2. 28 shows timing of respective signals during data write. In this embodiment, the latency at data write is zero. That is, when a write command is input at CLK0, data taken from the DQ terminal starts at the same time as the input of CLK0.
랩 유형: 랩 유형 (입/출력 어드레스 시이퀀스) 은 데이터가 세트 버스트 길이에 대응하는 시간동안에 연속적으로 입/출력되는 경우 데이터 입/출력의 어드레스 시이퀀스를 결정하며, 시이퀀셜과 인터리브를 포함한다. 도 29 는 각 시이퀀셜과 인터리브에 대한 데이터의 어드레스 시이퀀스를 나타낸 것이다.Lap Type: The lap type (input / output address sequence) determines the address sequence of data input / output when data is continuously input / output for a time corresponding to the set burst length, and includes sequential and interleaved. . Fig. 29 shows the address sequence of data for each sequential and interleaved.
또 다른 동작으로는, 통상의 동기 DRAM 에서와 같이, 클럭 인에이블 신호 (CKE) 의 제어에 의한 제어기능이 있다.Another operation is a control function by control of the clock enable signal CKE, as in a normal synchronous DRAM.
이하, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작부를 설명한다.Hereinafter, an operation part of the semiconductor memory device according to the present invention will be described.
SRAM 부내에 외부로부터 지정된 데이터가 있는 경우의 리드 동작: 도 30 에 나타낸 바와 같이, 단지 리드명령에 의해 지정된 데이터가 데이터 증폭기를 통하여 외부로 출력된다.Read operation when there is data specified from the outside in the SRAM section: As shown in Fig. 30, only the data specified by the read command is output to the outside through the data amplifier.
SRAM 부내에 외부로부터 지정된 데이터가 없는 경우의 리드: 도 34 에 나타낸 활성화 명령이 완료된 후, 도 32 에 나타낸 프리패치 명령이 수행되어, 지정된 데이터가 SRAM 부로 전송된다. 그후, 그 지정된 데이터가 도 30 에 나타낸 리드 명령에 의해 데이터 증폭기를 통하여 외부로 출력된다.Read in the case where there is no externally specified data in the SRAM section: After the activation command shown in FIG. 34 is completed, the prefetch command shown in FIG. 32 is executed, and the designated data is transferred to the SRAM section. Thereafter, the specified data is output to the outside via the data amplifier by the read command shown in FIG.
아직 리스토어되지 않은 라이트 데이터가 있고 SRAM 부내에 외부로부터 지정된 데이터가 없는 경우의 리드: 라이트 데이터가 도 33 에 나타낸 리스토어 명령에 의해 DRAM 부로 전송된다. 그후, 도 34 에 나타낸 활성화 명령과 도 32 에 나타낸 프리패치명령이 실행되어, 그 지정된 데이터가 SRAM 부로 전송된다. 그후, 그 지정된 데이터가 도 30 에 나타낸 리드 명령에 의해 데이터 증폭기를 통하여 외부로 출력된다.Read in the case where there is write data that has not been restored yet and there is no externally designated data in the SRAM section: Write data is transferred to the DRAM section by the restore command shown in FIG. Thereafter, the activation command shown in FIG. 34 and the prefetch command shown in FIG. 32 are executed, and the specified data is transferred to the SRAM unit. Thereafter, the specified data is output to the outside via the data amplifier by the read command shown in FIG.
(6) 레이아웃(6) layout
1. (어레이 레이아웃)1. (array layout)
도 35 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 어레이 배치를 개략적으로 나타낸 어레이 레이아웃이다.35 is an array layout schematically illustrating an array arrangement of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 35 에 나타낸 어레이 배치의 구성에서는, 전체 DRAM 어레이가 DRAM 어레이 (110-1) 와 DRAM 어레이 (110-2) 및 SRAM 어레이 (120) 으로 분할되며, SRAM 칼럼 디코더 (123) 가 DRAM 어레이들 사이에 제공된다. 따라서, DRAM 어레이 (110-1 및 110-2) 에 인접한 DRAM 로우 디코더 (113) 에 의해 선택된 소정 DRAM 상의 셀군과, SRAM 로우 디코더 (121) 에 의해 선택된 SRAM 의 소정 로우상의 셀군, 사이에 데이터를 전송하는 것이 가능하게 되며, 직접 맵핑 방식 (direct mapping system) 및 세트 어소시에이티브 방식 (set associative system) 의 맵핑방식이 가능하게 된다.In the arrangement of the array arrangement shown in FIG. 35, the entire DRAM array is divided into DRAM array 110-1 and DRAM array 110-2 and SRAM array 120, and an SRAM column decoder 123 is interposed between DRAM arrays. Is provided. Therefore, data is stored between the cell group on the predetermined DRAM selected by the DRAM row decoder 113 adjacent to the DRAM arrays 110-1 and 110-2, and the cell group on the predetermined row of the SRAM selected by the SRAM row decoder 121. It becomes possible to transmit, and a mapping method of a direct mapping system and a set associative system becomes possible.
데이터 전송용 데이터 전송 버스 라인은, 이들 라인이 DRAM 어레이 (110-1), DRAM 어레이 (110-2), SRAM 어레이 (120) 및 SRAM 칼럼 디코더 (123) 를 횡단하도록, 배치된다.The data transfer bus lines for data transfer are arranged so that these lines traverse the DRAM array 110-1, the DRAM array 110-2, the SRAM array 120, and the SRAM column decoder 123.
이 실시예에서, DRAM 어레이 (110-1) 및 DRAM 어레이 (110-2) 는 뱅크 A 와 B 에 각각 대응한다.In this embodiment, DRAM array 110-1 and DRAM array 110-2 correspond to banks A and B, respectively.
도 50(1) 은 이러한 구성의 DRAM 어레이부내의 배선의 평면도이며, 도 50(2) 는 DRAM 어레이부내의 배선의 단면방향으로의 계층도이다.Fig. 50 (1) is a plan view of the wiring in the DRAM array portion having such a configuration, and Fig. 50 (2) is a hierarchical view in the cross-sectional direction of the wiring in the DRAM array portion.
데이터 전송 버스라인 (TBL) 은 워드라인 (DWL), 비트라인 (DBL) 및 나타내지 않은 센스 증폭기용으로 사용되는 배선 보다 상부의 배선층에 의해 형성된다. 종래 DRAM 에서와 같이, 칼럼 선택신호가 DRAM 셀의 상부에 존재하지 않으며, 그 내부에 데이터 전송버스라인 (TBL) 이 배치된다. 통상의 DRAM 의 칼럼 선택에 대응하는 동작은, 비트라인과 데이터 전송 버스라인을 비트라인 선택 스위치 (DBSW) 로 선택적으로 접속함으로써, 수행된다. 이 실시예에서는, 4쌍의 비트라인쌍들중에서 한쌍이 선택되어, 데이터 전송버스라인에 접속된다. 비트라인 선택신호의 배선은, 데이터 전송 버스라인과 비트라인을 횡단하도록, 배치된다. 데이터 전송 버스라인은 DRAM 부의 셀 어레이의 상부 셀부에서는 비트라인에 평행하게 배치되며 워드라인에 수직하게 배치된다. 도 50 에서는, 데이터 전송 버스라인과 SRAM 어레이 사이의 접속을 생략하였다.The data transfer bus line TBL is formed by a wiring layer above the word line DWL, bit line DBL and wiring not used for the sense amplifiers not shown. As in the conventional DRAM, the column select signal does not exist on top of the DRAM cell, and the data transfer bus line TBL is disposed therein. The operation corresponding to the column selection of a normal DRAM is performed by selectively connecting the bit line and the data transfer bus line with the bit line selection switch DBSW. In this embodiment, one pair from four pairs of bit line pairs is selected and connected to the data transfer bus line. The wiring of the bit line selection signal is arranged so as to cross the data transfer bus line and the bit line. The data transfer busline is disposed parallel to the bit line in the upper cell portion of the cell array of the DRAM portion and perpendicular to the word line. In Fig. 50, the connection between the data transfer bus line and the SRAM array is omitted.
도 36 은 도 35 에 나타낸 구성에 더하여, 데이터 전송 버스라인이 선택적으로 접속될 수 있도록, 선택회로 (131) 가 DRAM 어레이 (110-1) 와 SRAM 어레이 (120) 사이에 접속된 또 다른 구성을 나타낸 것이다. 이러한 구성에 의해, DRAM 어레이 (110-1 및 110-2) 중의 하나를 선택하기 위한 신호를 이용하여, 비선택측상의 DRAM 어레이의 데이터 전송버스라인을 접속해제시킴으로써, 데이터 전송 동안에 충/방전 전류를 감소시켜, 데이터 전송 속도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.36 illustrates another configuration in which the selection circuit 131 is connected between the DRAM array 110-1 and the SRAM array 120 so that the data transfer busline can be selectively connected in addition to the configuration shown in FIG. 35. It is shown. With this arrangement, by disconnecting the data transfer bus line of the DRAM array on the non-selected side with a signal for selecting one of the DRAM arrays 110-1 and 110-2, the charge / discharge current during data transfer It is possible to reduce the data rate and improve the data transfer rate.
도 51(1) 및 51(2) 는 각각 이러한 구성의 DRAM 어레이부의 배선의 평면도와, DRAM 어레이부내의 배선의 단면방향으로의 계층도이다. 데이터 전송 버스라인은 모든 DRAM 어레이를 제 1 데이터 전송 버스라인 (TBLA) 및 제 2 데이터 전송 버스라인 (TBLB) 으로 분할하며, 그 데이터 전송 버스라인 (TBLA 및 TBLB) 중의 한 라인이 데이터 전송 선택회로 (131) 에 의해 선택된다. 이 도면에서는, 비트라인 선택스위치와 데이터 전송 라인에 접속된 비트라인을 생략하였다.51 (1) and 51 (2) are respectively plan views of the wirings of the DRAM array unit having such a configuration and hierarchical diagrams in the cross-sectional direction of the wirings in the DRAM array unit. The data transfer busline divides all DRAM arrays into a first data transfer busline TBLA and a second data transfer busline TBLB, and one of the data transfer buslines TBLA and TBLB is a data transfer selection circuit. 131 is selected. In this figure, the bit line selection switch and the bit line connected to the data transmission line are omitted.
도 35 와 유사하게, 이 실시예에서는, DRAM 어레이 (110-1) 및 DRAM 어레이 (110-2) 가 뱅크 A 및 B 에 각각 대응한다. 따라서, 이 구성에서는, 데이터가 소정 뱅크와 SRAM 부 사이에 전송된 직후, 다른 뱅크와 SRAM 부 사이의 데이터 전송이 수행된다, 즉, 뱅크 핑퐁 (ping-pong) 동작이 수행되며, 뱅크 지정이 행해지는 경우의 일측상의 데이터 전송버스의 로드 (load) 를 접속해제시킴으로써, 뱅크 핑퐁 동작동안의 연속적인 동작의 간격이 DRAM 어레이부의 데이터 전송버스라인의 동작 주파수에 의해 제한되지 않도록 하는 것이 가능하다.Similar to Fig. 35, in this embodiment, DRAM array 110-1 and DRAM array 110-2 correspond to banks A and B, respectively. Therefore, in this configuration, immediately after data is transferred between the predetermined bank and the SRAM portion, data transfer between the other bank and the SRAM portion is performed, that is, a bank ping-pong operation is performed, and the bank designation is performed. By disconnecting the load of the data transfer bus on one side in the case, it is possible to ensure that the interval of continuous operation during the bank ping-pong operation is not limited by the operating frequency of the data transfer bus line of the DRAM array unit.
DRAM 어레이를 더욱 미세하게 더 분할하고 그들을 접속하기 위한 선택회로를 데이터 전송버스라인에 제공하는 것도 가능하다. 또한, SRAM 어레이를 좀더 미세하게 분할하고 그들을 접속시키기 위한 선택회로를 데이터 전송 버스라인에 제공할 수도 있다.It is also possible to provide a data transfer busline with selection circuitry for further dividing the DRAM array and connecting them further. It is also possible to provide a data transfer busline with selection circuitry for further subdividing the SRAM arrays and connecting them.
도 37 은 본 발명이 응용된 반도체 메모리 장치의 어레이 레이아웃의 또다른 예를 나타낸 것이다.37 shows another example of an array layout of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
도 37 에 나타낸 구성은, DRAM 어레이가 분할되지 않고 SRAM 어레이와 SRAM 칼럼 디코더가 DRAM 어레이의 양단에 인접하게 각각 제공되는 점에서, 도 35 에 나타낸 구성과 서로 다르다. 이러한 구성에 의해, SRAM 부와 데이터 제어회로간의 거리와, 데이터 제어회로와 데이터 입/출력 단자 (DQ) 간의 거리를 단축시킴으로써, 리드 또는 라이트 동작의 속도를 증대시키는 것이 가능하다. 또한, 이 예에서는, DRAM 어레이 (110) 에 인접한 DRAM 로우 디코더 (113) 에 의해 선택된 DRAM 의 소정 로우상의 셀군과, SRAM 로우 디코더에 의해 선택된 SRAM 의 소정 로우상의 셀군 사이에 데이터를 전송하는 것이 가능하며, 다이렉트 맵핑방식과 세트 어소시에이티브방식의 맵핑방식이 가능하게 된다.The configuration shown in FIG. 37 differs from the configuration shown in FIG. 35 in that the DRAM array is not divided and the SRAM array and the SRAM column decoder are provided adjacent to both ends of the DRAM array, respectively. With this arrangement, it is possible to increase the speed of the read or write operation by shortening the distance between the SRAM unit and the data control circuit and the distance between the data control circuit and the data input / output terminal DQ. In this example, it is also possible to transfer data between a cell group on a predetermined row of DRAM selected by the DRAM row decoder 113 adjacent to the DRAM array 110 and a cell group on a predetermined row of SRAM selected by the SRAM row decoder. In addition, the mapping method of the direct mapping method and the set association method becomes possible.
데이터 전송용 데이터전송 버스라인은, 이들 라인이 DRAM 어레이 (110-1), DRAM 어레이 (110), SRAM 어레이 (120) 를 횡단하도록, 배치된다. 이 실시예에서는, 뱅크 (A 및 B) 가 DRAM 어레이 (110) 내에 혼재된 상태로 존재한다.The data transfer bus lines for data transfer are arranged so that these lines traverse the DRAM array 110-1, the DRAM array 110, and the SRAM array 120. In this embodiment, the banks A and B exist in a mixed state in the DRAM array 110.
도 38 은 도 37 에 나타낸 DRAM 어레이가 분할되는 경우의 레이아웃을 나타낸 것이다. 이 레이아웃에서는, 데이터 전송 버스라인이, 데이터 전송 버스라인과는 다른 배선층을 이용하여 데이터 전송 선택회로 (131) 를 통하여 DRAM 어레이와 SRAM 어레이 (120) 사이의 접속이 이루어지도록 하기 위하여, 분할된다. 이 실시예에서, 데이터 전송 선택회로 (131) 과 SRAM 어레이 사이의 접속라인은 글로벌 (global) 데이터 전송버스라인 (GTL) 이다.FIG. 38 shows the layout when the DRAM array shown in FIG. 37 is divided. In this layout, the data transfer busline is divided so that the connection between the DRAM array and the SRAM array 120 is made through the data transfer selection circuit 131 using a wiring layer different from the data transfer busline. In this embodiment, the connection line between the data transfer selection circuit 131 and the SRAM array is a global data transfer bus line (GTL).
도 52(1) 및 도 52(2) 는 각각 이러한 구성의 DRAM 어레이부내의 배선의 평면도 및 DRAM 어레이부내의 배선의 단면방향으로의 계층도이다. 도 52 에서, 데이터 전송 버스라인은 제 1 데이터 전송버스라인 (TBLA) 과 제 2 데이터 전송버스라인 (TBLB) 으로 분할되며, 그 데이터 전송 버스라인 (TBLA 및 TBLB) 중의 한 라인이 데이터 전송 선택회로 (131) 에 의해 선택되어, 글로벌 데이터 전송버스라인 (GTL) 에 접속된다. 이 글로벌 데이터 전송버스라인 (GTL) 이 SRAM 어레이 (120) 에 접속되어 있으므로, DRAM 과 SRAM 사이에서 데이터를 상호 전송하는 것이 가능하게 된다. 비록 이 실시예에서는, DRAM 어레이가 2개로 분할되었지만, DRAM 을 좀더 많이 분할하는 것도 가능하다. 도 53 은 DRAM 어레이가 미세하게 분할되어진 예를 나타낸 것이다. 이 구성은 도 36 및 도 38 에 나타낸 레이아웃의 특징을 갖는다. 도 53 에서는, DRAM 어레이가 4개로 분할되며, 제 1 데이터 전송 선택회로 (132) 에 의한 데이터 전송버스라인의 선택과, 제 2 데이터 전송 선택회로 (133) 에 의한 글로벌 데이터 전송 버스라인 (GTL) 의 선택을 행하여, 다이렉트 맵핑방식과 세트 어소시에이티브 방식의 맵핑을 가능케 함으로써, DRAM 과 SRAM 사이에 데이터를 전송하는 것이 가능하다. 이 DRAM 어레이는 좀더 미세하게 분할될 수 있다. 이 경우, 데이터 전송버스라인과 제 1 데이터 전송 선택회로는 글로벌 데이터 전송 버스라인에 평행하게 접속된다.52 (1) and 52 (2) are a plan view of the wiring in the DRAM array section and the hierarchical view in the cross-sectional direction of the wiring in the DRAM array section, respectively, in this configuration. In FIG. 52, a data transmission bus line is divided into a first data transmission bus line TBLA and a second data transmission bus line TBLB, and one of the data transmission bus lines TBLA and TBLB is a data transmission selection circuit. Selected by 131, it is connected to the global data transfer bus line GTL. Since this global data transfer bus line GTL is connected to the SRAM array 120, it becomes possible to transfer data between DRAM and SRAM. Although in this embodiment, the DRAM array is divided into two, it is also possible to divide the DRAM more. 53 shows an example in which the DRAM array is finely divided. This configuration has the features of the layout shown in FIGS. 36 and 38. In FIG. 53, the DRAM array is divided into four, the selection of the data transfer bus line by the first data transfer selection circuit 132 and the global data transfer bus line (GTL) by the second data transfer selection circuit 133. In FIG. It is possible to transfer the data between the DRAM and the SRAM by selecting and enabling the mapping between the direct mapping method and the set association method. This DRAM array can be further subdivided. In this case, the data transfer bus line and the first data transfer selection circuit are connected in parallel to the global data transfer bus line.
도 39 는 본 발명이 응용된 반도체 메모리 장치의 어레이 레이아웃의 또 다른 예를 나타낸 것이다.39 shows another example of an array layout of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
도 39 에서는, 도 36 및 도 38 에 나타낸 데이터 전송 버스라인과는 다른 배선층이 사용되고 있다. DRAM 어레이상에 배치된 데이터 전송 버스라인을 SRAM 어레이에 접속하기 위한 배선은, 데이터 전송 버스라인에 대한 배선층과는 서로 다른 배선층내에 형성된다. 도 39 에서는, SRAM 어레이와 SRAM 칼럼 디코더가 DRAM 로우 디코더에 인접하게 제공된다. 또한, 이 실시예에서는, DRAM 어레이 (110) 에 인접한 DRAM 로우 디코더 (113) 에 의해 선택된 DRAM 의 소정 로우상의 셀군과, SRAM 어레이 (120) 에 인접한 SRAM 로우 디코더 (121) 에 의해 선택된 SRAM 의 소정 로우상의 셀군 사이에 데이터를 전송하는 것이 가능하게 되어, 다이렉트 맵핑 방식과 세트 어소시에이티브 방식의 맵핑방식이 가능하게 된다.In FIG. 39, a wiring layer different from the data transfer bus lines shown in FIGS. 36 and 38 is used. The wirings for connecting the data transfer bus lines arranged on the DRAM array to the SRAM array are formed in wiring layers different from the wiring layers for the data transfer bus lines. In FIG. 39, an SRAM array and an SRAM column decoder are provided adjacent to the DRAM row decoder. Further, in this embodiment, the cell group on the predetermined row of DRAM selected by the DRAM row decoder 113 adjacent to the DRAM array 110 and the predetermined SRAM selected by the SRAM row decoder 121 adjacent to the SRAM array 120 are specified. It is possible to transfer data between cell groups on a row, thereby enabling a direct mapping method and a set associative mapping method.
도 40 에 나타낸 바와 같이, 데이터 전송 버스라인은 항상 DRAM 로우 디코더에 인접 배치되는 것을 요하지 않으며, SRAM 어레이, DRAM 어레이와 SRAM 어레이가 그들간의 상호 데이터 전송이 가능한 한, SRAM 칼럼 디코더 및 SRAM 로우 디코더가 배치되는 위치에는 제한이 없다.As shown in Fig. 40, the data transfer busline does not always need to be disposed adjacent to the DRAM row decoder, and as long as the SRAM array, the DRAM array and the SRAM array are capable of mutual data transfer therebetween, There is no restriction on the location of the arrangement.
데이터 전송 버스라인과 글로벌 데이터 전송 버스라인과 같은 버스라인이 서로 다른 배선층으로 형성되는 경우에는, 이들 버스라인은, 통상의 금속 배선에 더하여, 폴리실리콘 배선, 폴리사이드 배선, 실리사이드 배선 및/또는 고융점 금속 배선 등을 결합함으로써, 서로 다른 배선층으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 그들의 결합은 배선저항과 공정 제한요인을 고려하여 최적화될 수 있다. 예를들면, (알루미늄 배선의 제 1층과 알루미늄 배선의 제 2층) 의 결합 또는 (텅스텐 실리사이드 배선의 제 1 층과 알루미늄 배선의 제 2 층) 의 결합이 고려될 수 있다.In the case where bus lines such as data transfer bus lines and global data transfer bus lines are formed with different wiring layers, these bus lines may be polysilicon wiring, polyside wiring, silicide wiring and / or high voltage in addition to the usual metal wiring. By combining the melting point metal wiring and the like, it may be composed of different wiring layers. In this case, their coupling can be optimized taking into account wiring resistance and process constraints. For example, a combination of (a first layer of aluminum wiring and a second layer of aluminum wiring) or a combination of (a first layer of tungsten silicide wiring and a second layer of aluminum wiring) may be considered.
2. (전체 레이아웃)2. (full layout)
도 41 은 본 발명이 응용된 반도체 메모리 장치의 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.Fig. 41 shows the overall chip layout of the embodiment of the semiconductor memory device to which the present invention is applied.
이 도 41 에 나타낸 반도체 메모리 장치는 메인 메모리부로서 ×8-bit, 2-뱅크 구성의 64-Mbit DRAM 어레이, 서브 메모리부로서 16-Kbit SRAM 어레이, 및 동기 인터페이스를 포함한다. 그러나, 다른 방법으로 반도체 메모리 장치를 구성하는 것도 가능하다.The semiconductor memory device shown in FIG. 41 includes a x8-bit as a main memory section, a 64-Mbit DRAM array in a 2-bank configuration, a 16-Kbit SRAM array as a sub memory section, and a synchronous interface. However, it is also possible to construct the semiconductor memory device in other ways.
도 41 에 나타낸 바와 같이, 수직 중심부와 측면 중심부를 포함하는 단면 형태 영역이 제공된다. 그 단면 형태 영역에 의해 분할된 45개의 영역에, 16 Mbit 의 기억용량을 각각 갖는 DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 가 배치된다. DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 의 총 기억용량은 64 Mbit 이다. DRAM 로우 디코더 (113) 는 DRAM 어레이 (110-1 및 110-2) 의 하부에 각각 인접하게 제공된다. 이와 유사하게, DRAM 로우 디코더 (113) 는 DRAM 어레이 (110-3 및 110-4) 의 상부에 각각 인접하게 제공된다. SRAM 어레이 (120-1), SRAM 로우 디코더 (121) 및 SRAM 칼럼 디코더 (123) 는 DRAM 어레이 110-1 과 110-2 사이에 배치된다. 이와 유사하게, SRAM 어레이 (120-2), SRAM 로우 디코더 (121) 및 SRAM 칼럼 디코더 (123) 는 DRAM 어레이 110-3 과 110-4 사이에 배치된다. 데이터 전송 버스라인은, 선택된 DRAM 셀군과 선택된 SRAM 셀군 사이의 데이터전송이 가능하도록, DRAM 어레이 (110-1), SRAM 어레이 (120) 및 DRAM 어레이 (110-2) 를 횡단한다. 이와 유사하게, 데이터 전송 버스라인은, 선택된 DRAM 셀군과 선택된 SRAM 셀군 사이의 데이터전송이 가능하도록, DRAM 어레이 (110-3), SRAM 어레이 (120) 및 DRAM 어레이 (110-4) 를 횡단한다.As shown in FIG. 41, a cross-sectional region is provided that includes a vertical center and a side center. DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 each having a storage capacity of 16 Mbit are arranged in 45 areas divided by the cross-sectional shape area. The total storage capacity of the DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3 and 110-4 is 64 Mbits. The DRAM row decoder 113 is provided adjacent to the bottom of the DRAM array 110-1 and 110-2, respectively. Similarly, DRAM row decoder 113 is provided adjacent to the top of DRAM arrays 110-3 and 110-4, respectively. SRAM array 120-1, SRAM row decoder 121, and SRAM column decoder 123 are disposed between DRAM arrays 110-1 and 110-2. Similarly, SRAM array 120-2, SRAM row decoder 121, and SRAM column decoder 123 are disposed between DRAM arrays 110-3 and 110-4. The data transfer busline traverses the DRAM array 110-1, the SRAM array 120, and the DRAM array 110-2 to enable data transfer between the selected DRAM cell group and the selected SRAM cell group. Similarly, the data transfer busline traverses the DRAM array 110-3, the SRAM array 120, and the DRAM array 110-4 to enable data transfer between the selected DRAM cell group and the selected SRAM cell group.
동작 제어회로 및 데이터 제어회로 등은 도 41 의 다른 부분들에 배치된다. 비록 다른 배치도 가능하지만, 나타낸 실시예에서는, 입출력단자가 측면 중심부에 배치된다.The operation control circuit, the data control circuit and the like are disposed in the other parts of FIG. Although other arrangements are possible, in the illustrated embodiment, the input and output terminals are arranged in the central portion of the side.
도 41 에서, 메인 메모리부가, 동시에 선택된 부분이 그 부분에서 집중되지 않는 레이아웃을 갖는 2-뱅크 구성을 가지므로, 뱅크 (A) 가 선택되는 경우, DRAM 어레이 (110-1 및 110-4) 가 동시에 선택되며, 뱅크 (B) 가 선택되는 경우에는, DRAM 어레이 (110-2 및 110-3) 가 동시에 선택된다. 즉, 도 48 에 나타낸 바와 같이, DRAM 어레이의 배치가, 내부 전원 배선 (VCC) 과 내부 접지 배선 (GND) 등의 부하가 일측으로 치우치지 않도록, 구성된다. 물론, 분할 수를 증가시켜 동시에 선택되어질 영역을 분산배치하거나 또는 동시에 선택되어질 영역을 감소시키기 위하여, 뱅크 (A) 로서 DRAM 어레이 (110-1 및 110-3) 을, 뱅크 (B) 로서 DRAM 어레이 (110-2 및 110-4) 를 이용하는 것도 가능하다.In Fig. 41, since the main memory section has a two-bank configuration having a layout in which simultaneously selected sections are not concentrated in the sections, when the bank A is selected, the DRAM arrays 110-1 and 110-4 are selected. When the bank B is selected at the same time, the DRAM arrays 110-2 and 110-3 are selected at the same time. That is, as shown in FIG. 48, the arrangement of the DRAM array is configured such that loads such as the internal power supply wiring VCC and the internal ground wiring GND are not biased to one side. Of course, in order to increase the number of divisions so as to disperse the areas to be simultaneously selected or to reduce the areas to be simultaneously selected, the DRAM arrays 110-1 and 110-3 as the banks A and DRAM arrays as the banks B may be used. It is also possible to use (110-2 and 110-4).
도 42 는 본 발명이 응용된 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.42 shows the overall chip layout of another embodiment of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 는 분할된 4개의 영역에 각각 배치된다. 16 Mbit 의 기억용량을 각각 갖고 뱅크 (A 및 B) 로 그룹화된 DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 는 총 64 Mbit 의 기억용량을 제공한다. DRAM 로우 디코더 (113) 는 DRAM 어레이 (110-1 및 110-2) 의 하부에 각각 인접하게 제공된다. 이와 유사하게, DRAM 로우 디코더 (113) 는 DRAM 어레이 (110-3 및 110-4) 의 상부에 각각 인접하게 제공된다. DRAM 110-1 과 110-2 사이와, DRAM 110-3 과 110-4 사이에는 각각 SRAM 어레이 (120-1, 120-2, 120-3 및 120-4), SRAM 로우 디코더 (121) 및 SRAM 칼럼 디코더 (123) 가 배치된다. 비록, 도 42 에서는, SRAM 칼럼 디코더 (123) 가 양단의 SRAM 어레이에 대해 하나의 블럭으로 나타내었지만, 각 SRAM 어레이 마다 하나의 SRAM 칼럼 디코더 (123) 을 제공하는 것도 가능하다. 선택된 DRAM 셀군과 선택된 SRAM 셀군 사이에 데이터를 교환하기 위한 데이터 전송 버스라인은, DRAM 어레이 (110-1) 와 SRAM 어레이 (120-1) 간에 데이터 전송이 가능하도록, 그들을 횡단한다. 이와 유사하게, 데이터 전송 버스라인이 다른 DRAM 어레이와 다른 SRAM 어레이 사이에 제공된다.DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are disposed in four divided regions, respectively. The DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4, each having 16 Mbits of storage and grouped into banks A and B, provide a total of 64 Mbits of storage. The DRAM row decoder 113 is provided adjacent to the bottom of the DRAM array 110-1 and 110-2, respectively. Similarly, DRAM row decoder 113 is provided adjacent to the top of DRAM arrays 110-3 and 110-4, respectively. SRAM arrays 120-1, 120-2, 120-3 and 120-4, SRAM row decoder 121 and SRAM between DRAMs 110-1 and 110-2 and between DRAMs 110-3 and 110-4, respectively. The column decoder 123 is disposed. Although FIG. 42 shows the SRAM column decoder 123 as one block for both ends of the SRAM array, it is also possible to provide one SRAM column decoder 123 for each SRAM array. A data transfer busline for exchanging data between a selected DRAM cell group and a selected SRAM cell group traverses them to enable data transfer between the DRAM array 110-1 and the SRAM array 120-1. Similarly, data transfer buslines are provided between other DRAM arrays and other SRAM arrays.
동작 제어회로 및 데이터 제어회로 등이 도 42 의 다른 부분들에 배치된다. 비록, 나타낸 실시예에서는, 다른 배치가 가능하지만, 입/출력 신호단자는 측면 중심부에 배치될 수도 있다.An operation control circuit, a data control circuit, and the like are disposed in the other parts of FIG. Although in the embodiment shown, other arrangements are possible, the input / output signal terminals may be arranged in the central portion of the side.
도 43 은 본 발명에 응용된 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.Fig. 43 shows the overall chip layout of another embodiment of the semiconductor memory device applied to the present invention.
DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 는 분할된 4개의 영역에 각각 배치된다. 16 Mbit 의 기억용량을 각각 갖고 뱅크 (A 및 B) 로 그룹화된 DRAM 어레이 (110-1, 110-2, 110-3 및 110-4) 는 총 64 Mbit 의 기억용량을 제공한다. DRAM 로우 디코더 (113) 는 DRAM 어레이 (110-1 및 110-2) 의 상부 또는 하부에 각각 인접하게 제공된다. 이와 유사하게, 각 DRAM 어레이 (110) 에 대응하는 SRAM 칼럼 디코더 (123), SRAM 어레이 (120) 및 SRAM 로우 디코더 (121) 가 DRAM 로우 디코더 (113) 에 인접 배치된다. 선택된 DRAM 셀군과 선택된 SRAM 셀군 사이에 데이터를 교환하기 위한 데이터 전송 버스라인은 DRAM 어레이 (110-1) 를 횡단하며, 그 데이터 전송 버스라인의 배선층과는 다른 배선층을 통하여 SRAM 어레이에 접속된다.DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are disposed in four divided regions, respectively. The DRAM arrays 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4, each having 16 Mbits of storage and grouped into banks A and B, provide a total of 64 Mbits of storage. The DRAM row decoder 113 is provided adjacent to the top or bottom of the DRAM array 110-1 and 110-2, respectively. Similarly, an SRAM column decoder 123, an SRAM array 120, and an SRAM row decoder 121 corresponding to each DRAM array 110 are disposed adjacent to the DRAM row decoder 113. A data transfer busline for exchanging data between the selected DRAM cell group and the selected SRAM cell group crosses the DRAM array 110-1 and is connected to the SRAM array through a wiring layer different from the wiring layer of the data transfer bus line.
동작 제어회로와 데이터 제어회로 등은 도 43 의 다른 부분들에 배치된다.The operation control circuit, the data control circuit and the like are disposed in the other parts of FIG.
도 44 는 본 발명에 응용된 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.Figure 44 shows the overall chip layout of another embodiment of a semiconductor memory device applied to the present invention.
도 44 에서는, 도 43 에 나타낸, SRAM 어레이, SRAM 로우 디코더 및 SRAM 칼럼 디코더가 변경된다. 그러나, 이 배치는, 선택된 DRAM 셀군과 선택된 SRAM 셀군 사이의 데이터 전송이 가능한 한, 더 변경될 수도 있다.In FIG. 44, the SRAM array, SRAM row decoder and SRAM column decoder shown in FIG. 43 are changed. However, this arrangement may be further changed as far as possible to transfer data between the selected DRAM cell group and the selected SRAM cell group.
도 45 는 본 발명에 응용된 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.45 shows the overall chip layout of another embodiment of a semiconductor memory device applied to the present invention.
도 45 에서는, 도 41 에 나타낸 2개의 레이아웃 구성이 메인 메모리부와 서브 메모리부를 좀더 미세하게 분할시켜 결합된다. 이 레이아웃은 도 41 에 각각 나타낸 다수의 구성을 결합하거나 또는 도 42 에 각각 나타낸 구성의 결합을 이용함으로써, 구성될 수도 있다.In FIG. 45, the two layout configurations shown in FIG. 41 are combined by dividing the main memory section and the sub memory section more finely. This layout may be configured by combining a plurality of configurations respectively shown in FIG. 41 or using a combination of the configurations respectively shown in FIG. 42.
또, 도 45 에 나타낸 메인 메모리부는 동시에 선택된 부분이 뱅크 (A 및 B) 의 부분에 집중되지 않는 2-뱅크 구성이다. 따라서, 도 49 에 나타낸 바와 같이, DRAM 어레이의 배치는, 내부 전원 배선 (VCC) 및 내부 접지 배선 (GND) 등의 부하가 일측으로 치우치지 않도록, 구성된다. 물론, 동시에 선택되어지는 영역을 분산하거나 또는 감소시키는 것이 가능하다.In addition, the main memory section shown in Fig. 45 is a two-bank configuration in which the selected portions are not concentrated in the portions of the banks A and B at the same time. Therefore, as shown in FIG. 49, the arrangement of the DRAM array is configured such that loads such as the internal power supply wiring VCC and the internal ground wiring GND are not biased to one side. Of course, it is possible to disperse or reduce the area to be selected at the same time.
도 46 은 본 발명에 응용된 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예의 전체 칩 레이아웃을 나타낸 것이다.46 shows the overall chip layout of another embodiment of a semiconductor memory device applied to the present invention.
도 46 에서, 데이터 전송 버스라인은 도 45 와는 반대로 수직하게 연장한다. 비록 DRAM 로우 디코더와 SRAM 로우 디코더를 도 46 에서는 양단에 DRAM 어레이 및 SRAM 어레이에 대해 하나의 블럭으로서 도시하였지만, DRAM 로우 디코더는 각 DRAM 어레이에 제공될 수 있으며, SRAM 로우 디코더도 각 SRAM 어레이에 제공될 수도 있다.In FIG. 46, the data transmission busline extends vertically as opposed to FIG. Although the DRAM row decoder and the SRAM row decoder are shown in FIG. 46 as one block for the DRAM array and the SRAM array, a DRAM row decoder can be provided for each DRAM array, and an SRAM row decoder is also provided for each SRAM array. May be
또, DRAM 로우 디코더의 양측상의 뱅크는 도 47 에 나타낸 바와 같이, 공통 데이터 버스라인을 통하여 접속될 수도 있다.Also, banks on both sides of the DRAM row decoder may be connected via a common data bus line, as shown in FIG.
(7) 각 블럭의 상세한 설명(7) Detailed description of each block
이하, 도 1 에 나타낸 전체 블럭도의 각 회로블럭을 좀더 자세하게 설명한다.Hereinafter, each circuit block of the entire block diagram shown in FIG. 1 will be described in more detail.
하기 설명은 실시예를 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.The following description is for the examples, it should be noted that the present invention is not limited thereto.
1. (동작 제어회로)1. (operation control circuit)
도 54 는 동작 제어회로 (150) 의 회로도이다.54 is a circuit diagram of an operation control circuit 150.
동작 제어회로 (150) 는 내부 클럭 발생회로 (410), 명령 디코더 (420), 제어 로직 (430), 어드레스 제어회로 (440) 및 모드 레지스터 (450) 로 구성된다.The operation control circuit 150 includes an internal clock generation circuit 410, a command decoder 420, a control logic 430, an address control circuit 440, and a mode register 450.
내부 클럭 발생회로 (410) 는 외부 입력신호 (CLK 및 CKE) 로부터 내부 클럭신호 (iCLK) 를 발생시킨다.The internal clock generation circuit 410 generates the internal clock signal iCLK from the external input signals CLK and CKE.
내부 클럭신호 (iCLK) 는 명령 디코더 (420), 제어 로직 (430), 어드레스 제어회로 (440) 및 데이터 제어회로에 제공되어, 각부의 타이밍을 제어한다.The internal clock signal iCLK is provided to the command decoder 420, the control logic 430, the address control circuit 440, and the data control circuit to control the timing of each part.
명령 디코더 (420) 는 각 입력신호를 수신하는 버퍼 (421) 와 명령 판단회로 (422) 를 포함한다. 내부 클럭신호 (iCLK) 에 동기하여, /CS 신호, /RAS 신호, /CAS 신호 및 /WE 신호가 명령 판단회로 (421) 에 전송되어, 내부명령신호 (iCOM) 를 발생시킨다. 명령 발생회로 (421) 는, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 입력단자 상태와 명령 대응 테이블에 나타나는 방식으로 각 입력신호에 응답한다.The command decoder 420 includes a buffer 421 and a command determination circuit 422 for receiving each input signal. In synchronization with the internal clock signal iCLK, the / CS signal, the / RAS signal, the / CAS signal, and the / WE signal are transmitted to the command determination circuit 421 to generate the internal command signal iCOM. As shown in Fig. 10, the command generation circuit 421 responds to each input signal in a manner shown in the input terminal state and the command correspondence table.
제어 로직 (430) 은 내부 명령신호 (iCOM), 내부 클럭신호 (iCLK) 및 레지스터 신호 (iREG) 에 응답하여, 이들 신호에 지정된 동작을 수행하는데 요하는 제어신호를 발생시킨다. 제어 로직 (430) 은, 개별 제어신호를 발생하는, DRAM 부 제어회로 (431), 전송 제어회로 (432) 및 SRAM 부 제어회로 (433) 을 포함한다.The control logic 430 generates control signals required to perform the operation specified in these signals in response to the internal command signal iCOM, the internal clock signal iCLK and the register signal iREG. The control logic 430 includes a DRAM sub control circuit 431, a transmission control circuit 432, and an SRAM sub control circuit 433, which generate individual control signals.
레지스터 (450) 는, 명령 판단회로로부터의 특정 레지스터 라이트 명령을 수신하여 레지스터 라이트 신호가 다시 입력될 때까지 유지하는 경우에, 특정 어드레스 입력의 데이터의 결합으로 정의되는 데이터를 유지하는 기능을 한다. 그 레지스터에 유지된 데이터는 제어로직 (430) 이 동작하는 경우에 참조되어진다.The register 450 functions to hold data defined by a combination of data of a specific address input when receiving a specific register write command from the command determination circuit and holding it until the register write signal is input again. The data held in that register is referenced when the control logic 430 is operating.
2. (DRAM 부)2. (DRAM section)
(DRAM 부 및 데이터 전송회로)(DRAM section and data transmission circuit)
도 55 는 도 1 에 나타낸 데이터 전송회로와 DRAM 부의 상세구성을 나타낸 것이다.FIG. 55 shows the detailed configuration of the data transfer circuit and DRAM section shown in FIG.
도 55 에서, DRAM 부 (101) 는 매트릭스로 배열된 복수개의 다이나믹 메모리 셀 (DMC) 을 포함한다. 각 메모리 셀 (DMC) 은 메모리 트랜지스터 (N1) 와 메모리 캐패시터 (C1) 를 포함한다. 그 메모리 캐패시터 (C1) 의 한 단자에는 일정 퍼텐셜 (Vgg) (1/2Vcc, 등) 이 인가된다. 또, DRAM 부는 DRAM 셀 (DMC) 의 로우에 접속되는 DRAM 워드라인 (DWL) 과 DRAM 셀 (DMC) 의 칼럼에 접속되는 DRAM 비트라인 (DBL) 을 포함한다. 각 비트라인은 보상 비트라인과 쌍으로 형성된다. DRAM 셀 (DMC) 은 워드라인 (DWL) 과 비트라인 (DBL) 의 각 교점에 위치된다. DRAM 부 (101) 는 비트라인 (DBL) 에 대응하는 DRAM 센스 증폭기 (DSA) 를 포함한다. 이 센스 증폭기 (DSA) 는 쌍으로된 비트라인들간의 퍼텐셜차를 검출하여 증폭하도록 기능하며, 센스 제어신호 (DSAP 및 DSAN) 에 의해 제어된다. DRAM 어레이는 ×8-bit, 2-뱅크 구성을 갖고 64 Mbit 의 기억용량을 가지므로, DRAM 어레이는 워드라인 (DWL1 ~ DWL8192), 비트라인 (DBL1 ~ DBL512) 및 센스 증폭기 (DSA1 ~ DSA512) 를 포함한다. 이는 1뱅크의 ×1 bit 에 대응하는 구성이다.In FIG. 55, the DRAM unit 101 includes a plurality of dynamic memory cells (DMCs) arranged in a matrix. Each memory cell DMC includes a memory transistor N1 and a memory capacitor C1. A constant potential Vgg (1/2 Vcc, etc.) is applied to one terminal of the memory capacitor C1. The DRAM unit also includes a DRAM word line DWL connected to a row of the DRAM cell DMC and a DRAM bit line DBL connected to a column of the DRAM cell DMC. Each bit line is formed in pairs with a compensation bit line. The DRAM cell DMC is located at each intersection of the word line DWL and the bit line DBL. The DRAM unit 101 includes a DRAM sense amplifier DSA corresponding to the bit line DBL. This sense amplifier (DSA) functions to detect and amplify the potential difference between the paired bit lines and is controlled by sense control signals (DSAP and DSAN). The DRAM array has a × 8-bit, 2-bank configuration and 64 Mbits of storage capacity, so the DRAM array has a word line (DWL1 to DWL8192), bit lines (DBL1 to DBL512) and sense amplifiers (DSA1 to DSA512). Include. This configuration corresponds to 1 bank of 1 bit.
DRAM 부 (101) 는 워드라인 (DWL1 ~ DWL8192) 중의 한 라인을 선택하기 위한 DRAM 로우 디코더 (113) 및 DRAM 내부 로우 어드레스 신호 (iADR0 ~ iADR12) 와 뱅크 선택신호 (iAD13) 을 발생시키기 위한 DRAM 로우 제어회로 (115) 를 포함한다. 또, DRAM 부 (101) 는, DRAM 칼럼 디코더 (114) 에 의해 발생된 DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1 ~ DBS4) 에 의해 4개의 비트라인 쌍들중의 한쌍을 선택하여 데이터 전송 회로 (103) 를 통하여 데이터 전송 버스라인 (TBL) 에 접속하는 DRAM 비트라인 선택회로 (DBSW) 를 포함한다. 또, DRAM 부 (101) 는 DRAM 칼럼 디코더에 의해 사용되는 DRAM 칼럼 어드레스 신호 (iADC5 및 iADC6) 을 발생시키기 위한 DRAM 칼럼 제어회로 (116) 를 포함한다.The DRAM section 101 includes a DRAM row decoder 113 for selecting one of the word lines DWL1 to DWL8192 and a DRAM row for generating the DRAM internal row address signals iADR0 to iADR12 and the bank selection signal iAD13. Control circuit 115. In addition, the DRAM unit 101 selects one of the pairs of four bit lines by the DRAM bit line selection signals DBS1 to DBS4 generated by the DRAM column decoder 114 and transmits the data through the data transfer circuit 103. DRAM bit line selection circuit DBSW connected to the data transfer bus line TBL. In addition, the DRAM unit 101 includes a DRAM column control circuit 116 for generating DRAM column address signals iADC5 and iADC6 used by the DRAM column decoder.
도 56 은 도 41 에 나타낸 전체 레이아웃의 DRAM 어레이 (110-1) 의 상세 어레이 구성의 예를 나타낸 것이다.FIG. 56 shows an example of a detailed array configuration of the DRAM array 110-1 in the overall layout shown in FIG. 41.
도 56 에서, DRAM 어레이는 16개의 메모리 셀 블럭 (DMB1 ~ DMB16) 으로 분할된다. 각 메모리 셀 블럭 (DMB1 ~ DMB16) 에 대응하는 DRAM 로우 디코더 (DRB1 ~ DRB16) 및 (센스 증폭기 + DRAM 비트라인 선택회로 + 데이터 전송회로) 에 대응하는 블럭 (SAB1 ~ SAB17) 이 제공된다. 이 도면에서, 각 메모리 셀 블럭 (DMB1 ~ DMB16) 은 512 로우 × 2048 칼럼에 1Mbit 의 기억용량을 갖는다. 메모리 셀 블럭의 갯수가 16 에 한정되지 않음에 주의 하여야 한다.In FIG. 56, the DRAM array is divided into 16 memory cell blocks DMB1 to DMB16. DRAM row decoders DRB1 to DRB16 corresponding to each of the memory cell blocks DMB1 to DMB16 and blocks SAB1 to SAB17 corresponding to (sense amplifier + DRAM bit line selection circuit + data transfer circuit) are provided. In this figure, each memory cell block DMB1 to DMB16 has a storage capacity of 1 Mbit in 512 rows x 2048 columns. Note that the number of memory cell blocks is not limited to sixteen.
도 56 에 나타낸 바와 같이, DRAM 메모리 셀 어레이가 복수개의 부분들로 분할되는 경우에, 각 비트 라인의 길이가 단축된다. 따라서, 비트라인의 용량이 작아져, 데이터가 독출되는 경우에 쌍으로 된 비트라인들간의 퍼텐셜차를 증가시키는 것이 가능하게 된다. 또, 동작동안에, 단지 로우 디코더에 의해 선택된 워드라인을 포함한 메모리 블럭에 대응하는 센스 증폭기만이 동작되므로, 비트라인의 충방전에 기인한 전력소비를 저감하는 것이 가능하게 된다.As shown in FIG. 56, when the DRAM memory cell array is divided into a plurality of parts, the length of each bit line is shortened. Therefore, the capacity of the bit lines is reduced, and when the data is read out, it is possible to increase the potential difference between the paired bit lines. In addition, during the operation, only the sense amplifier corresponding to the memory block including the word line selected by the row decoder is operated, so that it is possible to reduce power consumption due to charging and discharging of the bit line.
도 57 은 도 56 에 나타낸 레이아웃의 (4쌍의 비트라인을 포함한) 부분 (140) 에서의 전송버스라인과 비트라인 간의 접속관계의 예를 상세히 나타낸 것이다.FIG. 57 details an example of a connection relationship between a transmission bus line and a bit line in the portion 140 (including four pairs of bit lines) of the layout shown in FIG.
도 57 에서, 센스 증폭기 (DSA) 는, 1칼럼에 대응하는 센스 증폭기 (DSA1) 가 메모리 블럭의 일단에 위치되고 후속 칼럼에 대응하는 센스 증폭기 (DSA2) 가 메모리 셀 블럭 등의 다른 단에 위치되도록, 지그재그식으로 배치된다. 이러한 센스 증폭기의 지그재그 배치는, 최근의 공정기술에 의해 메모리 셀의 크기가 소형화되더라도 그 메모리 셀의 소형화에 비례하여 센스 증폭기의 소형화가 달성되지 않으며, 비트라인 피치에 대응되게 센스 증폭기를 배치하기 위한 마진이 없는 경우에 필요하기 때문에, 채용되게 된다. 따라서, 비트라인 피치가 충분히 큰 경우, 센스 증폭기는 메모리 셀 블럭의 단지 일단에만 배치될 수도 있다. 하나의 센스 증폭기 (DSA) 가 공유 (shared) 선택회로를 통하여 2개의 메모리 셀 블럭에 의해 공통으로 사용되고 있다. 각 비트라인 쌍에는 그 비트라인들간의 퍼텐셜차를 평형시키고 예비충전시키기 위한 비트라인 제어회로가 제공된다. 이 비트라인 제어회로는 센스 증폭기와 유사하게 2개의 메모리 셀 블럭에 의해 사용될 수도 있다.In Fig. 57, the sense amplifier DSA is configured such that the sense amplifier DSA1 corresponding to one column is located at one end of the memory block and the sense amplifier DSA2 corresponding to the subsequent column is located at another end such as the memory cell block. Are arranged zigzag. The zigzag arrangement of the sense amplifier is such that the miniaturization of the sense amplifier is not achieved in proportion to the miniaturization of the memory cell even if the size of the memory cell is miniaturized by recent process technology. Since it is necessary when there is no margin, it is adopted. Thus, if the bit line pitch is large enough, the sense amplifier may be placed only at one end of the memory cell block. One sense amplifier (DSA) is commonly used by two memory cell blocks through a shared selection circuit. Each bit line pair is provided with a bit line control circuit for balancing and precharging the potential difference between the bit lines. This bit line control circuit may be used by two memory cell blocks similarly to a sense amplifier.
비트라인과 데이터 전송버스라인은 DRAM 비트라인 선택신호 (DSB1 ~ DSB4) 에 의해 선택된 DRAM 비트라인 선택회로 (DBSW1 ~ DBSW4) 와 도 58 에 상세하게 나타낸 각 트랜지스터 (SWTR) 을 스위칭하는데 사용하는 데이터 전송회로 (TSW1 및 TSW2) 를 통하여 접속된다. 이 데이터 전송회로를 활성화시키기 위한 데이터 전송 활성화신호 (TE1 및 TE2) 가 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 전송 제어신호와 메모리 셀 블럭을 선택하기 위한 어드레스 신호의 논리 동작에 의해 얻어진다. 도 57 에서는, 비트라인이 DRAM 데이터 전송회로와 데이터 전송회로를 통하여 데이터 전송 버스라인에 접속되므로, 활성화되지 않은, 메모리 셀 블럭의 데이터 전송회로가 비전도상태가 되며, 그에 접속된 DRAM 비트라인 선택회로에 어떠한 부하도 없게 된다. 따라서, 동작시 데이터 전송 버스라인의 부하를 최소화하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 도 57 에 나타낸 구성은, 데이터 전송회로가 배치되며 그 데이터 전송회로용 데이터 전송 활성화신호를 전송하기 위한 배선이 제공되기 때문에, 칩 면적이 증가되는 문제점이 있다. 도 59 는 이와 같은 문제점을 해결하는 구성의 예를 나타낸 것이다.The bit lines and data transfer bus lines are used for switching the DRAM bit line selection circuits DBSW1 to DBSW4 selected by the DRAM bit line selection signals DSB1 to DSB4 and the respective transistors SWTR shown in detail in FIG. 58. It is connected via the circuits TSW1 and TSW2. The data transfer activation signals TE1 and TE2 for activating this data transfer circuit are obtained by the logical operation of the transfer control signal generated by the operation control circuit shown in Fig. 54 and the address signal for selecting the memory cell block. In Fig. 57, since the bit line is connected to the data transfer bus line through the DRAM data transfer circuit and the data transfer circuit, the data transfer circuit of the memory cell block, which is not activated, becomes non-conductive and selects the DRAM bit line connected thereto. There is no load on the circuit. Thus, it is possible to minimize the load on the data transmission busline during operation. However, the configuration shown in Fig. 57 has a problem in that the chip area is increased because a data transfer circuit is arranged and a wiring for transmitting the data transfer activation signal for the data transfer circuit is provided. 59 shows an example of a configuration for solving such a problem.
도 59 에서, 비트라인과 데이터 전송 버스라인은 DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1 ~ DBS4) 에 의해 선택된 DRAM 비트라인 선택회로 (DBSW1 ~ DBSW4) 만을 통하여 서로 접속되어진다. 이 구성은 DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1 ~ DBS4) 를 발생하는 DRAM 칼럼 디코더에 데이터 전송 활성신호의 로직을 부가하는 데이터 전송 회로의 기능을 제공함으로써, 실현될 수 있다. 비록 데이터 전송 버스라인의 부하가 동작동안에 감소되더라도, 칩 면적을 매우 작게 하는 것이 가능하게 된다.In Fig. 59, the bit line and the data transfer bus line are connected to each other only through the DRAM bit line selection circuits DBSW1 to DBSW4 selected by the DRAM bit line selection signals DBS1 to DBS4. This configuration can be realized by providing the function of the data transfer circuit to add logic of the data transfer activation signal to the DRAM column decoder which generates the DRAM bit line selection signals DBS1 to DBS4. Although the load on the data transfer busline is reduced during operation, it is possible to make the chip area very small.
이하, DRAM 부의 활성화와 칼럼선택 및 데이터 전송동작을, 도 55 및 도 57 을 참조하여, 설명한다.The activation of the DRAM section, column selection, and data transfer operations will now be described with reference to FIGS. 55 and 57.
먼저, DRAM 부의 활성화를 설명하기로 한다. 도 55 에서, 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 DRAM 부 제어신호들중의 한 신호인 DRAM 로우 선택신호와 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA13) 가 DRAM 로우 제어회로 (115) 에 입력되어, 뱅크 선택신호 (IAD13) 및 내부 DRAM 로우 어드레스 신호 (IADR0 ~ IADR12) 가 발생되며, DRAM 로우 디코더 (113) 에 의해 지정된 뱅크의 워드라인 (DWL) 이 선택된다. 그 선택된 워드라인 (DWL) 으로, 셀 (DMC) 에 유지된 데이터가 비트라인 (DBL) 에 입력된다. 쌍으로된 비트라인들간의 퍼텐셜차가 센스 증폭기 구동신호 (DSAN 및 DSAP) 에 응답하여 센스 증폭기에 의해 검출 및 증폭된다. DRAM 부 (101) 에서 동시에 활성화되는 센스 증폭기의 수는 512 개이며, DRAM 부가 ×8-bit 구성을 가지므로, 동시에 활성화된 센스 증폭기의 총수는 512 × 8 = 4096 이 된다.First, the activation of the DRAM unit will be described. In FIG. 55, the DRAM row select signal and the internal address signals iA0 to iA13, which are one of the DRAM sub control signals generated by the operation control circuit shown in FIG. 54, are input to the DRAM row control circuit 115, The bank select signal IAD13 and the internal DRAM row address signals IADR0 to IADR12 are generated, and the word line DWL of the bank designated by the DRAM row decoder 113 is selected. With the selected word line DWL, data held in the cell DMC is input to the bit line DBL. The potential difference between the paired bit lines is detected and amplified by the sense amplifier in response to the sense amplifier drive signals DSAN and DSAP. The number of sense amplifiers simultaneously activated in the DRAM section 101 is 512, and since the DRAM addition has an 8-bit configuration, the total number of sense amplifiers simultaneously activated is 512x8 = 4096.
이하, DRAM 부의 칼럼선택과 데이터 전송을 설명한다.Hereinafter, column selection and data transfer of the DRAM unit will be described.
도 55 에 도시된 DRAM 부 칼럼선택회로 (116) 에, 내부 어드레스 신호 (iA5 및 iA6) 에 응답하여 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 DRAM 부 제어신호들중의 한 신호인 제어신호가 입력되어, DRAM 칼럼 어드레스 신호 (IADC5 및 IADC6) 를 발생한다. 그 DRAM 칼럼 어드레스 신호 (IADC5 및 IADC6) 는 DRAM 칼럼 디코더 (114) 에 입력되어, DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1 ~ DBS4) 가 발생된 후, 비트라인이 선택되며, 그 비트라인의 데이터가 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 전송 제어신호와 메모리 셀 블럭을 선택하기 위한 어드레스 신호 사이의 로직에 따라 얻어진 데이터 전송 활성화신호 (TE) 에 의해 데이터 전송 버스라인 (TBL) 으로 전송된다. 도 59 에 나타낸 바와 같이, DRAM 칼럼 디코더내의 데이터 전송 활성화신호의 로직에 따라서, 데이터 전송 회로기능을 제공하는 것이 가능하며, DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1 ~ DBS4) 는 칼럼선택과 전송동작이 동시에 수행될 수 있는 신호가 될수도 있다.In the DRAM sub column selection circuit 116 shown in FIG. 55, a control signal which is one of the DRAM sub control signals generated by the operation control circuit shown in FIG. 54 in response to the internal address signals iA5 and iA6 It is inputted to generate DRAM column address signals IADC5 and IADC6. The DRAM column address signals IAC5 and IADC6 are input to the DRAM column decoder 114, and after the DRAM bit line selection signals DBS1 to DBS4 are generated, the bit lines are selected, and the data of the bit lines are shown in FIG. The data is transferred to the data transfer bus line TBL by the data transfer activation signal TE obtained according to the logic between the transfer control signal generated by the operation control circuit shown in Fig. 2 and the address signal for selecting the memory cell block. As shown in Fig. 59, it is possible to provide a data transfer circuit function in accordance with the logic of the data transfer activation signal in the DRAM column decoder, and the column bit selection and transfer operations of the DRAM bit line selection signals DBS1 to DBS4 are performed simultaneously. It can be a possible signal.
도 59 에서, DRAM 비트라인 선택신호 (DBS1) 가 선택되는 것으로 가정하면, 전송 제어신호에 동기된 신호가 DRAM 비트라인 선택회로 (DBSW1) 에 입력되어, 센스 증폭기 (DSA1) 에 의해 증폭된 그 비트라인 (DBL1 및 /DBL1) 상의 데이터가 데이터 전송 버스라인 (TBL1 및 /TBL1) 으로 전송된다. 도 55 에 나타낸 DRAM 부 (101) 는 도 59 에 각각 나타낸 128개의 부분들을 포함하며, ×8-bit 구성을 가지므로, 비트라인으로부터 데이터 전송버스라인으로 동시에 전송된 총 데이터수는 128×8 = 1024 개이다. 이 동시에 전송된 총 데이터수는 다른 비트구성에서와 동일하다.In FIG. 59, assuming that the DRAM bit line selection signal DBS1 is selected, a signal synchronized with the transmission control signal is input to the DRAM bit line selection circuit DBSW1, and the bit amplified by the sense amplifier DSA1. Data on lines DBL1 and / DBL1 are transferred to data transfer bus lines TBL1 and / TBL1. The DRAM section 101 shown in Fig. 55 includes 128 parts shown in Fig. 59, respectively, and has a x8-bit configuration, so that the total number of data transferred simultaneously from the bit line to the data transfer bus line is 128 x 8 = 1024 pieces. The total number of data transmitted simultaneously is the same as in the other bit configurations.
(DRAM 로우 제어회로 및 DRAM 로우 디코더)(DRAM Low Control Circuit and DRAM Low Decoder)
도 60 은 DRAM 로우 제어회로 (115) 의 블럭도이다.60 is a block diagram of the DRAM row control circuit 115.
이 DRAM 로우 제어회로 (115) 는 DRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (460), 멀티플렉서 (470), 내부 어드레스 카운터 회로 (480) 및 리프레쉬 제어회로 (490) 를 포함한다.This DRAM row control circuit 115 includes a DRAM internal row address latch circuit 460, a multiplexer 470, an internal address counter circuit 480, and a refresh control circuit 490.
DRAM 부의 통상의 활성화에서는, DRAM 로우 제어회로 (115) 가, DRAM 내부 로우 어드레스 신호 (IADR0 ~ IADR12) 및 뱅크 선택신호 (IAD13) 를, DRAM 로우 어드레스 래치신호 (ADRL) 및 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA13) 가 입력되어지는 어드레스 래치회로 (460) 로부터 멀티플렉서 (470) 을 통하여 DRAM 로우 디코더 (113) 로 출력한다.In the normal activation of the DRAM unit, the DRAM row control circuit 115 supplies the DRAM internal row address signals IAD0 to IADR12 and the bank selection signals IAD13 to the DRAM row address latch signal ADRL and the internal address signals iA0 to. The iA13 is output from the address latch circuit 460 to which the iA13 is input to the DRAM row decoder 113 through the multiplexer 470.
리프레쉬 동작에서, DRAM 로우 제어회로 (115) 는 리프레쉬 제어신호를 수신하며, 리프레쉬 제어회로 (490) 는 내부 어드레스 카운터회로로부터의 선택신호를 출력시켜, 내부 어드레스 카운터 회로 (480) 가 멀티플렉서 (470) 를 제어하도록 동작시킨다. 그 결과, DRAM 내부 로우 어드레스 신호 (IADR0 ~ IADR12) 와 뱅크 선택신호 (IAD13) 가 어드레스 신호의 입력없이 DRAM 로우 디코더 (113) 에 입력된다. 내부 어드레스 카운터 회로 (480) 는 리프레쉬 동작이 수행될 때마다 소정의 방법에 따라서 어드레스를 자동적으로 감산 또는 합산함으로서, 모든 DRAM 로우의 자동선택을 가능하게 한다.In the refresh operation, the DRAM row control circuit 115 receives the refresh control signal, and the refresh control circuit 490 outputs a selection signal from the internal address counter circuit, such that the internal address counter circuit 480 is multiplexer 470. Operate to control. As a result, the DRAM internal row address signals IADR0 to IADR12 and the bank select signal IAD13 are input to the DRAM row decoder 113 without input of the address signal. The internal address counter circuit 480 automatically subtracts or sums addresses according to a predetermined method every time a refresh operation is performed, thereby enabling automatic selection of all DRAM rows.
(DRAM 칼럼 제어회로 및 DRAM 칼럼 디코더)(DRAM column control circuit and DRAM column decoder)
도 61 은 도 55 에 나타낸 DRAM 칼럼 디코더와 DRAM 칼럼 제어회로의 상세예를 나타낸 것이다.FIG. 61 shows a detailed example of the DRAM column decoder and DRAM column control circuit shown in FIG.
도 61 에서, DRAM 칼럼 제어회로 (116) 는 DRAM 내부 칼럼 어드레스 래치 회로 (495) 를 포함하며, 내부 어드레스 신호 (iA5 및 iA6) 및 DRAM 셀로부터 SRAM 셀로의 데이터 전송 (프리패치 전송동작) 과 SRAM 셀로부터 DRAM 셀로의 데이터전송 (리스토어 전송동작) 의 명령입력의 클럭 싸이클에서 취해진 DRAM 칼럼 어드레스 래치신호 (ADCL) 에 의해, DRAM 내부 칼럼 어드레스 신호 (IADC5 ~ IADC6) 가 발생된다. 이 DRAM 칼럼 어드레스 래치신호 (ADCL) 는 도 54 에 도시된 동작제어회로에서 발생된 전송 제어신호들중의 한 신호이다. 또, DRAM 칼럼 디코더 (114) 는 DRAM 칼럼 제어회로 (116) 에 의해 발생된 DRAM 내부 칼럼 어드레스 신호 (IADC5 ~ IADC6) 를 디코드하여, 메모리 블럭선택 어드레스 신호와 전송 제어신호 (T) 가 활성화되는 경우에 발생된 DRAM 칼럼 선택 신호를 출력한다. 따라서, 도 57 에 나타낸 데이터 전송회로의 활성화 신호 (TE1 및 TE2) 가 DRAM 칼럼 디코더 (114) 의 출력신호이며, 데이터 전송회로의 동작이 후술될 DRAM 비트라인 선택회로에 의해 수행된다.In FIG. 61, the DRAM column control circuit 116 includes a DRAM internal column address latch circuit 495, which includes internal address signals iA5 and iA6 and data transfer from the DRAM cell to the SRAM cell (prefetch transfer operation) and the SRAM. The DRAM internal column address signals IADC5 to IADC6 are generated by the DRAM column address latch signal ADCL taken in the clock cycle of the command input of data transfer (restore transfer operation) from the cell to the DRAM cell. This DRAM column address latch signal ADCL is one of transmission control signals generated in the operation control circuit shown in FIG. The DRAM column decoder 114 decodes the DRAM internal column address signals IAC5 to IADC6 generated by the DRAM column control circuit 116 to activate the memory block selection address signal and the transfer control signal T. Outputs the DRAM column select signal generated. Therefore, the activation signals TE1 and TE2 of the data transfer circuit shown in Fig. 57 are output signals of the DRAM column decoder 114, and the operation of the data transfer circuit is performed by the DRAM bit line selection circuit to be described later.
(DRAM 비트라인 선택회로)(DRAM bit line selection circuit)
도 62 내지 65 는 도 59 에 나타낸 DRAM 비트라인 선택회로의 회로구성의 상세예를 나타낸 것이다.62 to 65 show a detailed example of the circuit configuration of the DRAM bit line selection circuit shown in FIG.
도 62 는 N채널 MOS 스위칭 트랜지스터 (N200 및 N201) (이하, NMOS 트랜지스터로 지칭함) 를 포함하는 가장 간단한 구성을 나타낸 것으로, 여기서 DRAM 비트라인 (DBL) 과 데이터 전송 버스라인 (TBL) 은 DRAM 칼럼 선택신호에 의해 접속된다.FIG. 62 shows the simplest configuration including N-channel MOS switching transistors N200 and N201 (hereinafter referred to as NMOS transistors), where DRAM bit line DBL and data transfer bus line TBL are selected DRAM columns. It is connected by a signal.
도 63 은 각 쌍으로된 DRAM 비트라인에 접속된 게이트를 갖고 그 DRAM 비트라인 (DBL) 상의 데이터가 데이터 전송 버스라인 (TBL) 으로 전송되는 경우에 그 DRAM 비트라인상의 데이터를 미분 증폭하는 NMOS 트랜지스터 (N210 및 N211) 와, 그 증폭된 신호를 프리패치 전송 DRAM 칼럼 선택신호에 의해 데이터 전송버스라인 (TBL) 으로 전송하는 NMOS 트랜지스터 (N212 및 N213) 를 구비한 스위칭 트랜지스터회로를 포함하는, DRAM 비트라인 선택회로의 또 다른 구성을 나타낸 것이다. NMOS 트랜지스터 (N210 및 N211) 중의 하나는 접지 퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다. 또, 데이터 전송 버스라인 (TBL) 상의 데이터가 DRAM 비트라인 (DBL) 으로 전송되는 경우에는, 그 DRAM 비트라인 선택회로는, 도 62 에 나타낸 회로와 같은 NMOS 트랜지스터 (N214 및 N215) 로 구성된 스위칭 트랜지스터 회로를 포함하며, DRAM 비트라인 (DBL) 과 데이터 전송 버스라인 (TBL) 은 리스토어 전송 DRAM 칼럼 선택신호에 의해 접속된다.63 shows an NMOS transistor having a gate connected to each pair of DRAM bit lines and differentially amplifying the data on the DRAM bit line when the data on the DRAM bit line DBL is transferred to the data transfer bus line TBL. DRAM bits comprising N210 and N211 and switching transistor circuits having NMOS transistors N212 and N213 for transferring the amplified signal to the data transfer bus line TBL by a prefetch transfer DRAM column selection signal. Another configuration of the line selection circuit is shown. One of the NMOS transistors N210 and N211 is connected to a fixed potential, such as ground potential. When data on the data transfer bus line TBL is transferred to the DRAM bit line DBL, the DRAM bit line selection circuit is a switching transistor composed of the NMOS transistors N214 and N215 as the circuit shown in FIG. And a DRAM bit line DBL and a data transfer bus line TBL are connected by a restore transfer DRAM column select signal.
도 64 는 도 63 에 나타낸 구성과 같이, 각 쌍으로된 DRAM 비트라인에 접속된 게이트를 갖고 그 DRAM 비트라인 (DBL) 상의 데이터가 데이터 전송 버스라인 (TBL) 으로 전송되는 경우에 그 DRAM 비트라인상의 데이터를 미분 증폭하는 NMOS 트랜지스터 (N230 및 N231) 와, 그 증폭된 신호를 프리패치 전송 DRAM 칼럼 선택신호에 의해 데이터 전송버스라인 (TBL) 으로 전송하는 NMOS 트랜지스터 (N232 및 N233) 를 구비한 스위칭 트랜지스터회로를 포함하는, DRAM 비트라인 선택회로의 또 다른 구성을 나타낸 것이다. NMOS 트랜지스터 (N230 및 N231) 중의 하나는 접지 퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다. 또, 데이터 전송 버스라인 (TBL) 상의 데이터가 DRAM 비트라인 (DBL) 으로 전송되는 경우에는, 그 DRAM 비트라인 선택회로는, 도 63 에 나타낸 회로와 같은 NMOS 트랜지스터 (N250 및 N251) 와 리스토어 전송 DRAM 컬럼 선택신호에 의해 그 증폭된 신호를 DRAM 비트라인으로 전송하기 위한 NMOS 트랜지스터 (B235 및 N235) 로 구성된 스위칭 트랜지스터 회로를 포함한다. NMOS 트랜지스터 (N250 및 N251) 중의 하나는 접지 퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다.FIG. 64 shows a DRAM bit line in the case where the data on the DRAM bit line DBL is transferred to the data transfer bus line TBL with the gate connected to each pair of DRAM bit lines as in the configuration shown in FIG. Switching with NMOS transistors N230 and N231 for differentially amplifying the data on the phase and NMOS transistors N232 and N233 for transferring the amplified signal to the data transfer bus line TBL by a prefetch transfer DRAM column selection signal. Another configuration of a DRAM bit line selection circuit including a transistor circuit is shown. One of the NMOS transistors N230 and N231 is connected to a fixed potential, such as ground potential. In addition, when data on the data transfer bus line TBL is transferred to the DRAM bit line DBL, the DRAM bit line selection circuit includes the NMOS transistors N250 and N251 and the restore transfer DRAM as shown in FIG. And a switching transistor circuit composed of NMOS transistors B235 and N235 for transferring the signal amplified by the column select signal to the DRAM bit line. One of the NMOS transistors N250 and N251 is connected to a fixed potential, such as ground potential.
도 65 는 단지 하나의 데이터 전송 버스라인만을 이용하여 도 64 에 나타낸 구성을 실현하는 DRAM 비트라인 선택회로의 또다른 구성을 나타낸 것이다. 도 65 에 나타낸 구성에서는, NMOS 트랜지스터 (N260) 가 DRAM 비트라인 (DBL) 상의 데이터를 미분 증폭하지 않고 DRAM 비트라인의 퍼텐셜에 의해 데이터 전송 버스라인을 제거한다. NMOS 트랜지스터 (280) 는 이와 유사하게 동작한다. 다른 방법으로는, 이는 도 62 에 나타낸 경우와 같이, 스위칭 트랜지스터 회로만으로 구성될 수도 있다. 단지 하나의 데이터 전송 버스라인만을 이용함으로써, 배선 레이아웃이 간단하게 되어, 데이터 전송 버스라인들간의 잡음을 저감시키는 것이 가능하게 된다.FIG. 65 shows another configuration of the DRAM bit line selection circuit which realizes the configuration shown in FIG. 64 using only one data transfer bus line. In the configuration shown in FIG. 65, the NMOS transistor N260 eliminates the data transfer bus line by the potential of the DRAM bit line without differentially amplifying the data on the DRAM bit line DBL. NMOS transistor 280 operates similarly. Alternatively, it may consist of only the switching transistor circuit, as shown in FIG. 62. By using only one data transfer busline, the wiring layout is simplified, which makes it possible to reduce noise between the data transfer buslines.
또, 도 63 내지 도 65 에 나타낸 바와 같이, DRAM 비트라인 또는 데이터 전송 버스라인에 의해 데이터가 수신되어 전송되는 구성에서, DRAM 비트라인은 데이터 전송 버스라인으로부터 완전히 분리될 수 있다. 따라서, 일측에서 발생된 잡음이 거의 타측으로 전송되지 않아 고속 동작이 가능하게 된다.63 to 65, in the configuration in which data is received and transmitted by the DRAM bit line or the data transfer bus line, the DRAM bit line can be completely separated from the data transfer bus line. Therefore, almost no noise generated from one side is transmitted to the other side, thereby enabling high-speed operation.
(DRAM 비트라인 선택회로 및 SRAM 셀의 구성)(DRAM Bit Line Selection Circuit and SRAM Cell Configuration)
도 66 은 도 36 에 나타낸 레이아웃에서 쌍으로된 데이터 전송 버스라인, DRAM 비트라인 선택회로 및 SRAM 셀들 간의 관계를 나타낸 구성도이다.FIG. 66 is a configuration diagram showing a relationship between a pair of data transfer bus lines, a DRAM bit line selection circuit, and SRAM cells in the layout shown in FIG. 36;
도 66 에서는, DRAM 셀 어레이의 한 칼럼상의 메모리셀이 DRAM 비트라인 선택회로를 통하여 데이터 전송 버스라인에 접속되어, 셀과 SRAM 셀 어레이의 한 칼럼상의 셀 사이의 데이터 전송이 가능하게 된다. 또, 데이터 전송 버스라인과 SRAM 셀 어레이는 전송 버스 제어회로 (498) 에 의해 서로 접속된다. 데이터 전송 버스 제어회로 (498) 는, 단지 하나의 활성화된 뱅크만이 접속될 수 있도록, SRAM 셀 어레이의 양단상에 배치된 DRAM 어레이 (이예에서는 뱅크 A 및 B) 중의 하나를 선택 및 접속하기 위한 회로를 포함하므로, 충방전 전류의 감소와, 데이터 전송 버스라인의 부하감소에 의한 데이터 전송의 속도향상을 실현하는 것이 가능하게 된다. 또, 양 뱅크의 데이터 전송을 교대로 수행할 경우 (뱅크 핑퐁 동작), 하나의 뱅크의 데이터 전송 버스라인이 도 67 에 나타낸 바와 같이 타측으로부터 분리될 수 있어, 그 양자의 뱅크상에서 동시에 데이터전송을 수행하는 것이 가능하게 되어, 데이터전송 주기가 효과적으로 단축되게 된다.In FIG. 66, memory cells on one column of a DRAM cell array are connected to a data transfer busline via a DRAM bit line selection circuit, thereby enabling data transfer between the cell and cells on one column of the SRAM cell array. The data transfer bus line and the SRAM cell array are connected to each other by the transfer bus control circuit 498. The data transfer bus control circuit 498 is adapted for selecting and connecting one of the DRAM arrays (in this example banks A and B) disposed on both ends of the SRAM cell array so that only one activated bank can be connected. Since a circuit is included, it is possible to realize the improvement of the speed of data transfer by reducing the charge / discharge current and by reducing the load of the data transfer bus line. Further, when data transfer of both banks is alternately performed (bank ping-pong operation), data transfer buslines of one bank can be separated from the other side as shown in FIG. 67, so that data transfer can be simultaneously performed on both banks. It becomes possible to perform, which effectively shortens the data transmission period.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시예에 따른 반도체 메모리 장치에 의해 한번에 전송될 수 있는 비트수가 1024 비트로서, 데이터 전송버스라인의 부하가 매우 크므로, 모든 데이터 전송 버스라인의 전압크기가 전원전압 레벨까지 상승하는 경우에는 피크 전류와 전류소비가 매우 커지게 된다. 이 피크 전류와 전류소비를 실질적으로 저감시키기 위해서는, 데이터전송 버스라인의 전압크기을 많아야 그 전원전압의 절반으로 제한되어야 한다.As described above, the number of bits that can be transmitted at one time by the semiconductor memory device according to this embodiment is 1024 bits, and the load of the data transmission bus lines is very large, so that the voltage magnitudes of all the data transmission bus lines reach the power supply voltage level. When rising, the peak current and current consumption become very large. In order to substantially reduce this peak current and current consumption, the voltage magnitude of the data transmission bus line should be at most limited to half of its power supply voltage.
그러나, 데이터 전송 버스라인의 전압 크기가 작은 경우에는, SRAM 셀 의 데이터가 그와 같은 작은 퍼텐셜차만큼 증폭되어야 하므로, 데이터전송 속도가 어느 정도까지 감소되게 된다. SRAM 셀부내의 데이터 전송 버스라인 (TBLS) 만이 완전히 변화되도록 하기 위해서는, 미분 증폭시키기 위하여 DRAM 내의 데이터 전송버스라인 (TBLA 또는 TBLB) 의 게이트에 접속된 미분 증폭회로가 제공될 수도 있다. 다른 방법으로는, DRAM 뱅크내의 데이터 전송 버스라인 (TBLA 또는 TBLB) 이 분리되는 상태에서, DRAM 뱅크내의 데이터 전송 버스라인 (TBLS) 상의 전압만을 증폭하기 위한 센스 증폭기가 제공될 수도 있다. 다른 방법으로는, 전송버스 제어회로 (498) 는 평형 또는 예비충전시키기 위한 회로를 포함할 수 있다.However, when the voltage magnitude of the data transfer busline is small, the data transfer rate is reduced to some extent because the data of the SRAM cell must be amplified by such a small potential difference. In order to make only the data transfer bus line TBLS in the SRAM cell portion completely change, a differential amplifier circuit connected to the gate of the data transfer bus line TBLA or TBLB in the DRAM may be provided for differential amplification. Alternatively, a sense amplifier may be provided for amplifying only the voltage on the data transfer busline TBLS in the DRAM bank, with the data transfer busline TBLA or TBLB in the DRAM bank separated. Alternatively, the transmission bus control circuit 498 may include circuitry for balancing or precharging.
3. (SRAM 부)3. (SRAM part)
(SRAM 부 및 데이터 입/출력 단자의 구성)(SRAM section and data input / output terminal configuration)
도 68 은 데이터 입/출력단자 (DQ1) 의 하나의 비트에 대응하는 도 1 에 나타낸 SRAM 부의 상세구성의 예를 나타낸 것이다. 비록 이예는 16-Kbit, ×8-bit 구성을 갖지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유사한 효과를 갖는 메인 메모리의 구성의 결합으로 여러가지 구성을 취할 수도 있다.FIG. 68 shows an example of the detailed configuration of the SRAM unit shown in FIG. 1 corresponding to one bit of the data input / output terminal DQ1. Although this example has a 16-Kbit, x8-bit configuration, the present invention is not limited to this, and various configurations may be taken in combination with the configuration of the main memory having a similar effect.
도 68 에서, SRAM 부는, 도 69 에 나타낸 바와 같이, SRAM 셀 (SMC) 를 포함하며, 그 셀들은 정적 데이터를 저장할 수 있도록 제공되는 어떠한 다른 회로가 될 수 있는, 플립플롭 회로 (311), 데이터 전송 버스라인 (TBL) 에의 접속용 플립플롭 회로 (311) 의 양측상에 제공된 접속회로 (312), 및 SRAM 비트라인에의 접속을 위해 플립플롭 회로 (311) 의 양측상에 또한 제공된 접속회로 (313) 를 각각 포함한다. 이 SRAM 부는, DRAM 셀과 SRAM 셀간의 데이터 전송시에 접속회로 (312) 를 활성화시키는 SRAM 셀 데이터전송 로우 선택신호 (TWL1 내지 TWL16) 및 리드 또는 라이트 수행시의 SRAM 셀 리드/라이트 로우 선택신호 (SWL1 내지 SWL16) 를 발생시키기 위한 SRAM 로우 디코더 (121) 와, 내부 어드레스 신호 (iA0 내지 iA3) 및 SRAM 부 제어신호에 기초하여 SRAM 로우 디코더 (121) 에 입력된 SRAM 내부 로우 어드레스 신호 (iASR0 내지 iASR3) 을 발생시키기 위한 SRAM 로우 제어회로 (124) 를 더 포함한다. 물론, SRAM 셀 데이터 전송 로우 선택신호 (TWL) 및 SRAM 셀 리드/라이트 로우 선택신호 (SWL) 를 공통으로 사용하는 것도 가능하다. 비트라인을 평형 또는 예비충전시키기 위한 SRAM 비트라인 제어회로 (303), 및 데이터 입/출력 라인 (SIO) 와 SRAM 비트라인 (SBL) 을 형성하기 위한 SRAM 칼럼 선택회로 (304) 가 SRAM 비트라인 (SBL) 에 접속된다. SRAM 부는, SRAM 칼럼 선택회로 (304) 에 입력된 선택신호 (SSL1 내지 SSL128) 를 발생시키기 위한 SRAM 칼럼 디코더 (123), 및 내부 어드레스 신호 (iA0 내지 iA13) 과 SRAM 부 제어신호에 기초하여 SRAM 내부 칼럼 어드레스 신호 (iASC4 내지 iASC10) 를 발생시키기 위한 SRAM 칼럼 제어회로 (122) 를 더 포함한다. 이 SRAM 비트라인 제어회로 (303) 는 SRAM 비트라인 (SBL) 의 레벨을 검출하여 증폭하기 위한 센스 증폭기를 포함할 수도 있다. 또, 데이터 입/출력 라인 (SIO) 은 데이터 입/출력 회로 (308) 및 리드/라이트 증폭기 (307) 를 통하여 외부 데이터 입/출력 단자 (DQ) 에 접속된다. 이 데이터 입/출력 라인 (SIO) 은 리드 및 라이트용으로 따로 제공될 수 있다.In FIG. 68, the SRAM portion includes an SRAM cell (SMC), as shown in FIG. 69, which cells can be any other circuit provided to store static data, flip-flop circuit 311, data. A connection circuit 312 provided on both sides of the flip-flop circuit 311 for connection to the transmission bus line TBL, and a connection circuit also provided on both sides of the flip-flop circuit 311 for connection to the SRAM bitline ( 313), respectively. This SRAM section includes the SRAM cell data transfer row select signals TWL1 to TWL16 for activating the connection circuit 312 during data transfer between the DRAM cell and the SRAM cell and the SRAM cell read / write row select signal during read or write ( SRAM row decoder 121 for generating SWL1 to SWL16, and SRAM internal row address signals iASR0 to iASR3 input to the SRAM row decoder 121 based on the internal address signals iA0 to iA3 and the SRAM sub-control signal. And a SRAM row control circuit 124 for generating < RTI ID = 0.0 > Of course, it is also possible to use the SRAM cell data transfer row select signal TWL and the SRAM cell read / write row select signal SWL in common. The SRAM bit line control circuit 303 for balancing or precharging the bit lines, and the SRAM column select circuit 304 for forming the data input / output line SIO and the SRAM bit line SBL, may be used as the SRAM bit line ( SBL). The SRAM unit has an SRAM column decoder 123 for generating the selection signals SSL1 to SSL128 input to the SRAM column selection circuit 304, and the internal SRAMs based on the internal address signals iA0 to iA13 and the SRAM sub control signal. And an SRAM column control circuit 122 for generating the column address signals iASC4 to iASC10. This SRAM bit line control circuit 303 may include a sense amplifier for detecting and amplifying the level of the SRAM bit line SBL. The data input / output line SIO is also connected to the external data input / output terminal DQ via the data input / output circuit 308 and the read / write amplifier 307. This data input / output line (SIO) can be provided separately for read and write.
데이터 전송용 전송버스라인 (TBL) 과 리드용 SRAM 비트라인이 제공되므로, 데이터 전송동작에 상관없이, 리드 동작을 수행하는 것이 가능하게 된다.Since the data transfer transfer bus line TBL and the read SRAM bit line are provided, it is possible to perform the read operation irrespective of the data transfer operation.
(SRAM 셀)(SRAM cell)
도 70(a) 내지 70(d) 는 도 69 에 나타낸 SRAM 셀의 플립플롭 회로 (311) 의 상세회로를 나타낸 것이다. 도 70(a) 는 P채널 MOS 트랜지스터 (P100 및 P101) (이하, PMOS 트랜지스터로 지칭함), 및 NMOS 트랜지스터 (N100 및 N101) 로 구성된 플립플롭 회로를 나타낸 것이며, 도 70(b) 는 저항 (R100 및 R101) 및 NMOS 트랜지스터 (N100 및 N101) 로 구성된 플립플롭 회로를 나타낸 것으로 그 양단에는 통상 SRAM 이 채용된다. 도 70(c) 는, 도 70(a) 에 나타낸 구성에, 파워 차단용 제어신호 (PE 및 NE) 에 의해 제어되는 PMOS 트랜지스터 (P102), NMOS 트랜지스터 (N102) 및 밸런서 (balancer) 회로 (315) 가 부가된 구성으로 이루어진 플립플롭회로를 나타낸 것이다. 그 트랜지스터 (P102 및 N102) 와 밸런서 회로 (315) 중의 하나는 생략될 수도 있다. 도 70(d) 는 DRAM 에 사용되는 통상의 센스 증폭기와 유사한 구성을 나타낸 것으로, 이는 도 70(a) 에 나타낸 구성을 각각 갖는 복수개의 플립플롭 회로를 포함하며, 제어신호 (SPE) 에 의해 접속점 (316) 을 제어하기 위한 PMOS 트랜지스터 (P103), 제어신호 (SNE) 에 의해 접속점 (317) 을 제어하기 위한 NMOS 트랜지스터 (N103), 그 접속점 (316 및 317) 을 밸런스시키기 위한 밸런서 회로 (318), 및 도 70(c) 에 나타낸 경우에서와 같이 플립플롭 회로의 각각에 제공된 밸런서 (315) 가 로우방향으로 배치된다. 전원전압은 외부 전원전압 또는 전원전압 변환회로에 의해 발생된 내부 전원전압일 수도 있다. 파워 차단용 PMOS 트랜지스터 (P102) 및 제어신호 (SPE) 에 의해 접속점 (316) 을 제어하기 위한 PMOS 트랜지스터 (P103) 는 각각 NMOS 트랜지스터일 수도 있으며, 이때, 제어신호 (PE 및 SPE) 의 레벨은 전원전압 변환회로에 의해 발생된 전원전압보다 더 높은 내부적으로 발생된 전원전압일 수도 있다.70 (a) to 70 (d) show detailed circuits of the flip-flop circuit 311 of the SRAM cell shown in FIG. 70 (a) shows a flip-flop circuit composed of P-channel MOS transistors P100 and P101 (hereinafter referred to as PMOS transistors), and NMOS transistors N100 and N101, and FIG. 70 (b) shows a resistor R100. And a flip-flop circuit composed of R101 and NMOS transistors N100 and N101, and SRAMs are normally employed at both ends thereof. FIG. 70C shows the PMOS transistor P102, the NMOS transistor N102, and the balancer circuit 315 controlled by the power interruption control signals PE and NE in the configuration shown in FIG. 70 (a). ) Shows a flip-flop circuit composed of an added configuration. One of the transistors P102 and N102 and the balancer circuit 315 may be omitted. Fig. 70 (d) shows a configuration similar to that of a conventional sense amplifier used for DRAM, which includes a plurality of flip-flop circuits each having the configuration shown in Fig. 70 (a), and is connected to each other by a control signal SPE. PMOS transistor P103 for controlling 316, NMOS transistor N103 for controlling connection point 317 by control signal SNE, balancer circuit 318 for balancing the connection points 316 and 317 thereof. And the balancer 315 provided in each of the flip-flop circuits is arranged in the row direction as in the case shown in Fig. 70 (c). The power supply voltage may be an external power supply voltage or an internal power supply voltage generated by the power supply voltage converting circuit. The PMOS transistor P103 for controlling the connection point 316 by the power-blocking PMOS transistor P102 and the control signal SPE may be an NMOS transistor, respectively, wherein the level of the control signals PE and SPE is a power source. It may be an internally generated power supply voltage higher than the power supply voltage generated by the voltage conversion circuit.
도 70(c) 또는 도 70(d) 에 나타낸 플립플롭 회로를 이용하여 그 플립플롭을 통하여 흐르는 전류를 감소시킴으로써, 전송동작시에 발생된 잡음을 실질적으로 감소시키는 것이 가능하게 된다. 또, 대응 접속점을 밸런스시키는 동안에 데이터 전송을 행함으로써, 안정하면서도 고속 전송동작을 실현할 수가 있다.By reducing the current flowing through the flip-flop using the flip-flop circuit shown in Fig. 70 (c) or 70 (d), it becomes possible to substantially reduce the noise generated during the transmission operation. In addition, by performing data transfer while balancing the corresponding connection points, stable and high speed transfer operation can be realized.
플립플롭 회로를 구성하는 트랜지스터들은 특정되지 않으며, DRAM 센스 증폭기 또는 주변회로에 사용되는 트랜지스터와 동일할 수도 있다.The transistors constituting the flip-flop circuit are not specified and may be the same transistors used in the DRAM sense amplifier or peripheral circuit.
(SRAM 비트라인 및 데이터 전송버스라인용 접속회로)(Connection circuit for SRAM bit line and data transfer bus line)
도 71 내지 73 은 SRAM 비트라인 (SBL) 에의 접속을 위한 접속회로의 회로예를 나타낸 것이다.71 to 73 show circuit examples of connection circuits for connection to the SRAM bit line SBL.
도 71 은 NMOS 스위칭 트랜지스터 (N104 및 N105) 를 포함하고 리드/라이트 로우 선택신호 (SWL) 에 의해 SRAM 비트라인 (SBL) 에 접속되는 가장 간단한 구성을 나타낸 것이다.FIG. 71 shows the simplest configuration including the NMOS switching transistors N104 and N105 and connected to the SRAM bitline SBL by the read / write row select signal SWL.
도 72 에 나타낸 구성은, 플립플롭 회로로부터 데이터를 읽는 경우에, 단자상의 신호를 미분 증폭하기 위하여 플립플롭 회로의 각 대향 단자에 접속된 게이트를 가지는 NMOS 트랜지스터 (N108 및 N109), 및 리드 로우 선택신호 (SRWL) 에 의해 그 증폭된 신호를 SRAM 비트라인 (SBL) 로 전송하기 위한 NMOS 트랜지스터 (N106 및 N107) 로 구성된, 스위칭 트랜지스터 회로를 포함한다. 그 NMOS 트랜지스터 (N108 및 N109) 중의 하나는 접지퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다. 플립플롭 회로에 데이터를 라이트하는 경우, 도 72 에 나타낸 구성은 도 71 에 나타낸 NMOS 트랜지스터 (N110 및 N111) 로 구성된 스위칭 트랜지스터 회로를 더 포함하며, 이는 SRAM 비트라인 (SBL) 을 라이트 로우 선택신호 (SWWL) 에 의해 그 플립플롭 회로에 접속한다.The configuration shown in Fig. 72 shows NMOS transistors N108 and N109 having gates connected to respective opposite terminals of the flip-flop circuit in order to differentially amplify the signal on the terminal when reading data from the flip-flop circuit, and read-low selection. And a switching transistor circuit composed of NMOS transistors N106 and N107 for transmitting the signal amplified by the signal SRWL to the SRAM bitline SBL. One of the NMOS transistors N108 and N109 is connected to a fixed potential, such as ground potential. In the case of writing data to the flip-flop circuit, the configuration shown in FIG. 72 further includes a switching transistor circuit composed of the NMOS transistors N110 and N111 shown in FIG. 71, which writes the SRAM bit line SBL to the write low select signal ( SWWL) to connect to the flip-flop circuit.
도 73 에 나타낸 구성은, 도 72 에 나타낸 경우와 같이 플립플롭 회로로부터 데이터를 리드하는 경우에 단자상의 신호를 미분 증폭하기 위하여 플립플롭 회로의 각 대향 단자에 접속된 게이트를 가지는 NMOS 트랜지스터 (N108 및 N109), 및 리드 로우 선택신호 (SRWL) 에 의해 그 증폭된 신호를 SRAM 리드용 SRAM 비트라인 (SRBL) 로 전송하기 위한 NMOS 트랜지스터 (N106 및 N107) 로 구성된, 스위칭 트랜지스터 회로를 포함한다. 그 NMOS 트랜지스터 (N108 및 N109) 중의 하나는 접지퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다. 플립플롭 회로에 데이터를 라이트하는 경우, 도 73 에 나타낸 구성은 플립플롭 회로에 데이터를 라이트하는 경우에 SRAM 라이트 비트라인 (SWBL) 상의 신호를 미분 증폭하기 위하여 SRAM 라이트 비트라인 쌍에 접속된 게이트들을 가지는 NMOS 트랜지스터 (N114 및 N115), 및 라이트 로우 선택신호 (SWWL) 에 의해 플립플롭 회로의 대향 단자들에 그 증폭된 신호를 전송하기 위한 NMOS 트랜지스터 (N112 및 N113) 으로 구성된, 스위칭 트랜지스터 회로를 포함한다. 그 NMOS 트랜지스터 (N114 및 N115) 중의 하나는 접지퍼텐셜과 같은 고정된 퍼텐셜에 접속된다.73 shows an NMOS transistor (N108 and N108) having a gate connected to each opposite terminal of the flip-flop circuit in order to differentially amplify the signal on the terminal when reading data from the flip-flop circuit as in the case shown in FIG. N109), and a switching transistor circuit composed of NMOS transistors N106 and N107 for transmitting the signal amplified by the read row select signal SRWL to the SRAM bit line SRBL for SRAM read. One of the NMOS transistors N108 and N109 is connected to a fixed potential, such as ground potential. When writing data to the flip-flop circuit, the configuration shown in FIG. 73 uses the gates connected to the pair of SRAM write bit lines to differentially amplify the signal on the SRAM write bit line (SWBL) when writing the data to the flip flop circuit. The branch includes a switching transistor circuit consisting of NMOS transistors N114 and N115 and NMOS transistors N112 and N113 for transmitting the amplified signal to opposite terminals of the flip-flop circuit by the write row select signal SWWL. do. One of the NMOS transistors N114 and N115 is connected to a fixed potential, such as ground potential.
플립플롭 회로의 대향 단 또는 SRAM 비트라인 (SBL) 을 트랜지스터의 게이트에 접속시켜 데이터를 전송하는 도 72 또는 73 에 나타낸 구성에서는, SRAM 비트라인 (SBL) 로부터 플립플롭 회로의 대향 단자들을 완전히 분리시키는 것이 가능하다. 따라서, 일측에서 발생된 잡음이 타측으로 거의 전송되지 않아, 고속 동작이 가능하게 된다.In the arrangement shown in FIG. 72 or 73 in which the opposite end of the flip-flop circuit or the SRAM bitline (SBL) is connected to the gate of a transistor to transfer data, it is possible to completely separate the opposite terminals of the flip-flop circuit from the SRAM bitline (SBL). It is possible. Therefore, the noise generated from one side is hardly transmitted to the other side, thereby enabling high speed operation.
도 71, 도 72 또는 도 73 에 나타낸 경우와 같은 방식으로 데이터 전송버스라인 (TBL) 에의 접속회로를 구성하는 것도 가능하다.It is also possible to configure the connection circuit to the data transmission bus line TBL in the same manner as shown in FIG. 71, 72 or 73. FIG.
(SRAM 로우 제어회로)(SRAM Low Control Circuit)
도 74 는 도 68 에 나타낸 SRAM 로우 제어회로의 회로구성을 상세하게 나타낸 것이다.74 shows the circuit configuration of the SRAM row control circuit shown in FIG. 68 in detail.
도 74 에서, SRAM 로우 제어회로는 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 로 구성되며, 내부 어드레스 신호 (iA0 ~ iA3) 및 리드/라이트 명령 입력의 클럭 싸이클에서 내부 어드레스 신호를 취하는 래치신호 (ASRL) 에 의해 SRAM 내부 로우 어드레스 신호 (iASR0 내지 iASR3) 가 발생된다. 이 래치신호 (ASRL) 는 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 SRAM 제어신호들중의 한 신호이다.In Fig. 74, the SRAM row control circuit is composed of the SRAM internal row address latch circuit 350, which includes an internal address signal iA0 to iA3 and a latch signal ASRL which takes an internal address signal in the clock cycle of the read / write command input. By this, the SRAM internal row address signals iASR0 to iASR3 are generated. This latch signal ASRL is one of the SRAM control signals generated by the operation control circuit shown in FIG.
(SRAM 칼럼 제어회로)(SRAM column control circuit)
도 75 는 도 68 에 나타낸 SRAM 칼럼 제어회로의 구성을 자세하게 나타낸 것이다.FIG. 75 shows the configuration of the SRAM column control circuit shown in FIG. 68 in detail.
도 75 에서, 리드/라이트 명령 입력시에 클럭 싸이클에 의해 발생된 래치신호 (ASCL) 에 의해 내부 어드레스 신호 (iA4 내지 iA10) 를 래치시키기 위한 SRAM 내부 칼럼 어드레스 래치 회로 (507), 및 제어신호 (SCE) 에 의해 SRAM 내부 칼럼 어드레스 래치회로 (507) 의 출력을 취하여, SRAM 에 대해 리드/라이트를 행하기 위한 버스트 동작 동안에 동작가능한 내부 카운터업 신호 (CLKUP) 에 의해 소정 시이퀀스에서 카운터 업하기 위한 카운터 회로 (506) 를 포함하며, SRAM 내부 칼럼 어드레스 신호 (iASC4 내지 iASC10) 가 래치회로 (507) 또는 카운터 회로 (506) 중의 어느하나의 출력을 통과시키는 멀티플렉서 (508) 에 통하여 출력된다. 이 멀티플렉서 (508) 는 리드/라이트 명령 입력시에 클럭싸이클에서 래치회로 (507) 의 출력을 선택하며, SRAM 내부 칼럼 어드레스 신호가 가능한 고속으로 출력될 수 있도록 제어신호 (SCSL) 에 의해 제어된다. 또한, 본 발명에 따른 SRAM 칼럼 제어회로는, 복수개의 SRAM 셀군 (이실시예에서는 매 로우마다 분할된 SRAM 셀군임) 에 대해, 완전히 다른 데이터 입/출력 모드, 예를들어, 버스트 길이, 데이터 입/출력 어드레스 시이퀀스 및 레이턴시, 등을 설정하도록, 이전에 설명한 모드 레지스터 설정 (2) 명령싸이클에서의 내부 어드레스 (iA0 내지 iA13) 의 상태에 따라서 데이터 입/출력 모드를 취하여 (이 실시예에서는 비록 버스트 길이만이 각 SRAM 셀군에 대해 설정될 수 있지만, 그들에 대해 데이터 입/출력 어드레스 시이퀀스, 레이턴시, 등을 설정하는 것이 가능하다), 그 데이터 입/출력 모드를 저장하는, 데이터 입/출력 모드 메모리부 (505) 를 포함한다. 이 데이터 입/출력 모드 메모리부 (505) 는, 내부 어드레스 (iA0 내지 iA13) 의 상태에 따라서 취입되어지는 설정데이터를 발생시키기 위한 각각의 분할된 SRAM 셀군에 제공된 취입 로직 (502), 상술한 모드 레지스터 설정 (2) 명령 싸이클에서 발생된 인에이블 신호 (CRE) 에 의해 선택된 디코더 회로 (501) 의 출력에 의해, 각 SRAM 셀군의 데이터 입/출력 모드의 설정 데이터 (취입 로직 (502) 의 출력) 를 취입하기 위한 각 취입로직에 제공된 레지스터 (503), 및 디코더 회로 (509) 에 의해 디코드된 신호를 이용하여 리드/라이트 명령싸이클에서 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 로부터 출력된 iASR0 내지 iASR3 을 선택적으로 제어함으로써, SRAM 셀군의 설정데이터를 유지하는 레지스터 (503) 의 출력들중의 하나를 통과시키기 위한 멀티플렉서 (504) 를 포함하며, 상기 설정데이터는 어드레스 (iA0 내지 iA3) 에 의해 디코드된다. 카운터 회로 (506) 는 멀티플렉서 (504) 의 출력을 취입하여 각 SRAM 셀군에 설정된 데이터 입/출력 모드로 반도체 메모리 장치를 동작시킨다. 이 데이터 입/출력 모드 메모리부 (505) 는 설정되어질 각 데이터 입/출력 모드에 대해 제공되어야 한다. 내부 카운터업 신호 (CLKUP), 인에이블 신호 (CRE), 제어신호 (CSE 및 SCSL) 및 래치신호 (ASCL) 는 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 SRAM 부 제어신호이다. 물론, SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 에 입력된 래치신호 (ASRL) 와 SRAM 내부 칼럼 어드레스 래치회로 (507) 에 입력된 래치신호 (ASCL) 를 같게 하는 것도 가능하다.In Fig. 75, the SRAM internal column address latch circuit 507 for latching the internal address signals iA4 to iA10 by the latch signal ASCL generated by the clock cycle at the time of the read / write command input, and the control signal ( SCE) to take the output of the SRAM internal column address latch circuit 507 and to counter up in a predetermined sequence by an internal counter up signal CLKUP operable during a burst operation to read / write to the SRAM. A counter circuit 506 is included, and the SRAM internal column address signals iASC4 to iASC10 are output through the multiplexer 508 which passes the output of either the latch circuit 507 or the counter circuit 506. This multiplexer 508 selects the output of the latch circuit 507 at the clock cycle at the time of the read / write command input and is controlled by the control signal SCSL so that the SRAM internal column address signal can be output as fast as possible. In addition, the SRAM column control circuit according to the present invention provides a completely different data input / output mode, for example, burst length, data input, for a plurality of SRAM cell groups (in this embodiment, SRAM cell groups divided every row). To set the output address sequence and latency, etc., take the data input / output mode in accordance with the state of the internal address iA0 to iA13 in the instruction cycle described previously (2) Only burst length can be set for each SRAM cell group, but it is possible to set data input / output address sequence, latency, etc. for them), data input / output mode, storing the data input / output mode. And a memory unit 505. The data input / output mode memory section 505 includes the import logic 502 provided to each divided SRAM cell group for generating setting data to be taken in accordance with the states of the internal addresses iA0 to iA13, the above-described mode. Register setting (2) Setting data of the data input / output mode of each SRAM cell group (output of the acquisition logic 502) by the output of the decoder circuit 501 selected by the enable signal CRE generated in the instruction cycle. IASR0 to iASR3 outputted from the SRAM internal row address latch circuit 350 in the read / write command cycle using the register 503 provided to each of the takeout logics for taking in " By selectively controlling, a multiplexer 504 for passing one of the outputs of the register 503, which holds the setting data of the SRAM cell group, is included. , And the predetermined data is decoded by the address (iA0 to iA3). The counter circuit 506 takes in the output of the multiplexer 504 and operates the semiconductor memory device in the data input / output mode set in each SRAM cell group. This data input / output mode memory section 505 must be provided for each data input / output mode to be set. The internal counter up signal CLKUP, enable signal CRE, control signals CSE and SCSL, and latch signal ASCL are SRAM sub-control signals generated by the operation control circuit shown in FIG. Of course, it is also possible to make the latch signal ASRL input to the SRAM internal row address latch circuit 350 equal to the latch signal ASCL input to the SRAM internal column address latch circuit 507.
모드 레지스터 설정 (2) 명령 싸이클에 의해 각 SRAM 셀군에 대해 수행된 데이터 입/출력 모드 메모리부 (505) 의 설정 대신에, 2개 이상의 SRAM 셀군의 동일 설정 데이터를 한번에 설정하거나 또는 도 10 에 나타낸 모드 레지스터 설정 (2) 명령의 SRAM 로우 데이터의 설정시에 어드레스 (A4 및 A6) 의 로직을 설정하는 것이 가능하다. 예를들어, A4=L 및 A5=L 인 경우, 데이터 입/출력 모드는 매 SRAM 셀군마다 설정되며, A4=H 및 A5=L 인 경우, 데이터 입/출력 모드는 SRAM 로우 데이터의 최소 2비트를 무시하는 2개의 SRAM 셀군에 설정된다. 이러한 방법으로, 데이터 입/출력 모드 메모리부 (505) 는 여러가지 조합으로 설정될 수 있다. 또, 취입로직 (502) 뿐만 아니라 레지스터 (503) 의 갯수도 분할된 SRAM 셀군의 갯수와 동일하지 않으며, 복수개의 SRAM 셀군에 대해 공동으로 취입로직 (502) 과 레지스터 (503) 의 한 세트를 사용하는 것이 가능하다. 또, 어드레스 (iASR0 내지 iASR3) 는 항상 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 로부터의 신호는 아니며, 별도의 회로를 제공하는 것도 가능하다.Mode register setting (2) Instead of setting the data input / output mode memory section 505 performed for each SRAM cell group by the instruction cycle, the same setting data of two or more SRAM cell groups are set at once or shown in FIG. The logic of the addresses A4 and A6 can be set at the time of setting the SRAM row data of the mode register setting (2) instruction. For example, if A4 = L and A5 = L, the data input / output mode is set for every SRAM cell group, and if A4 = H and A5 = L, the data input / output mode is at least 2 bits of SRAM low data. Is set to two SRAM cell groups that ignore. In this way, the data input / output mode memory section 505 can be set in various combinations. In addition, the number of the register logic 502 as well as the register logic 502 is not the same as the number of divided SRAM cell groups, and a set of the blow logic 502 and the register 503 are jointly used for a plurality of SRAM cell groups. It is possible to do The addresses iASR0 to iASR3 are not always signals from the row address latch circuit 350 inside the SRAM, and a separate circuit can be provided.
또한, 도 76 에 나타낸 바와 같이, 내부 어드레스와 외부 기준클럭신호에 동기된 내부 클럭 신호 (iCLK) 사이의 로직 직후에 내부 어드레스가 출력되도록, SRAM 내부 칼럼 어드레스 래치회로 (507) 및 멀티플렉서 (508) 를 구성함으로써, 고속으로 내부 어드레스 신호를 발생시키는 것이 가능하다. 도 76 에서, INTAi 및 /INTAi 는 카운터 회로 (506) 로부터의 어드레스 신호이며, EXTAi 및 /EXTAi 는 내부 어드레스 신호 (iAi) 로부터 발생된 어드레스 신호이다. 이들 신호들은 제어신호 (SCSL 및 /SCSL) 및 버스트 제어신호에 의해 스위치된다. SCSL 은 제어신호이며, /SCSL 은 그 제어신호 (SCSL) 와 반대위상을 갖는 제어신호이다. 도 77 은 이 회로의 동작예를 나타낸 것이다. 이 회로구성에서, 내부 클럭 (iCLK) 로부터 내부 어드레스 신호 (Yi) 가 출력되는 시간까지의 지연은 인버터의 한 스테이지에 대응하며, 최소화된다. 이 내부 어드레스 신호 (Yi 및 YiB) 는 어드레스 펄스 신호로서 출력된다.Further, as shown in FIG. 76, the SRAM internal column address latch circuit 507 and the multiplexer 508 so that the internal address is output immediately after the logic between the internal clock signal iCLK synchronized with the internal address and the external reference clock signal. By constructing it, it is possible to generate an internal address signal at high speed. In Fig. 76, INTAi and / INTAi are address signals from the counter circuit 506, and EXTAi and / EXTAi are address signals generated from the internal address signal iAi. These signals are switched by the control signals SCSL and / SCSL and the burst control signal. SCSL is a control signal, / SCSL is a control signal having a phase out of its control signal (SCSL). 77 shows an example of the operation of this circuit. In this circuit configuration, the delay from the internal clock iCLK to the time when the internal address signal Yi is output corresponds to one stage of the inverter and is minimized. These internal address signals Yi and YiB are output as address pulse signals.
(SRAM 칼럼 디코더 및 데이터 제어회로 구성)(SRAM column decoder and data control circuit configuration)
도 78 은 SRAM 칼럼 디코더 (123) 및 데이터 제어회로의 구성 예를 나타낸 것이다.78 shows an example of the configuration of the SRAM column decoder 123 and the data control circuit.
이 회로구성은 제 1 칼럼 디코더 (390) 및 제 2 칼럼 디코더 (391) 를 포함하며, SRAM 칼럼 선택신호 (iASC) 가 이들 칼럼 디코더로 차례로 전송된다. 제 1 및 제 2 칼럼 디코더를 하나의 어드레스 선택신호 (iASC) 로 동작시키기 위하여, 제 1 및 제 2 칼럼 디코더는 제 1 칼럼 어드레스 버퍼 (392) 및 제 2 칼럼 어드레스 버퍼 (393) 에 각각 접속된다. 그 제 1 및 제 2 칼럼 디코더로부터의 선택신호 라인 (SSL) 은 칼럼 방향으로 병렬배치되며, 또한 대응되게 데이터 입/출력 라인 (SIO) 에 접속된 제 1 데이터 래치회로 (395) 및 데이터 입/출력 라인 (SIO) 에 접속된 제 2 데이터 래치회로 (396) 가 제공된다.This circuit configuration includes a first column decoder 390 and a second column decoder 391, in which an SRAM column select signal iASC is transmitted to these column decoders in turn. In order to operate the first and second column decoders with one address selection signal iASC, the first and second column decoders are connected to the first column address buffer 392 and the second column address buffer 393, respectively. . The selection signal lines SSL from the first and second column decoders are arranged in parallel in the column direction, and also correspond to the first data latch circuit 395 and data input / output connected to the data input / output lines SIO correspondingly. A second data latch circuit 396 connected to the output line SIO is provided.
도 79 는 SRAM 칼럼 디코더의 내부 동작 타이밍을 나타낸 것이다.79 shows the internal operation timing of the SRAM column decoder.
각 칼럼 어드레스 버퍼는 CLK 신호에 기초하여 단계적으로 칼럼 디코더 선택신호 (iASC-1 및 iASC-2) 를 수행한다. 즉, 칼럼 어드레스 선택이 버스트 모드에서 처럼 연속적으로 수행되는 경우, 제 1 칼럼 디코더와 제 2 칼럼 디코더가 교대로 동작한다. 각 칼럼 디코더에 의해 선택된 칼럼 (SSL-1 및 SSL-2) 의 데이터가 대응하는 데이터 입/출력 라인 (STO-1 및 STO-2) 로 차례로 출력된다. 이들 데이터 입/출력 라인은 요구 싸이클 시간의 두배인 싸이클 시간으로 동작하며, 제 1 데이터 래치회로 (395) 및 제 2 데이터 래치회로 (396) 는 그 데이터를 임시 유지한다. 이들 2세트의 데이터는 데이터 출력 버퍼전에 동기되어, 요구된 싸이클 시간에서 데이터 입/출력 단자 (DQ) 로부터 출력된다.Each column address buffer sequentially performs column decoder selection signals iASC-1 and iASC-2 based on the CLK signal. That is, when column address selection is performed continuously as in burst mode, the first column decoder and the second column decoder operate alternately. Data of the columns SSL-1 and SSL-2 selected by each column decoder are sequentially output to the corresponding data input / output lines STO-1 and STO-2. These data input / output lines operate at cycle times twice the required cycle time, and the first data latch circuit 395 and the second data latch circuit 396 temporarily hold the data. These two sets of data are synchronized before the data output buffer and are output from the data input / output terminal DQ at the required cycle time.
상술한 구성을 이용함으로써, 내부 동작싸이클 속도를 증가시킴이 없이, 연속 데이터 입/출력 및/또는 연속 데이터 라이트의 싸이클 속도를 증대시키는 것이 가능하다. 또한, 이는 DOUBLE DATA RATE (DDR) 의 동기 DRAM 에 적합하다.By using the above-described configuration, it is possible to increase the cycle speed of the continuous data input / output and / or the continuous data write without increasing the internal operation cycle speed. It is also suitable for synchronous DRAM of DOUBLE DATA RATE (DDR).
(데이터 입/출력 단자를 포함하는 SRAM 부의 다른 구성)(Other configuration of SRAM section including data input / output terminals)
도 80 은 ×8-bit 구성을 갖는 경우에 데이터 입/출력 단자를 포함한 SRAM 부의 또다른 구성예를 개략적으로 나타낸 것이다. SRAM 으로부터의 데이터 출력의 경우, 선택된 칼럼의 SRAM 셀의 데이터가 각 데이터 입/출력 라인 (SIO) 으로 출력된다. 그 선택된 로우의 데이터 입/출력 라인 (SIO) 은 글로벌 데이터 입/출력 라인 (GIO) 에 접속되어, 그 데이터가 대응하는 데이터 증폭기 (153) 로 전송된다. 그후, 그 데이터는 리드/라이트 버스라인 (RWL), 데이터 래치회로 (151) 및 데이터 버퍼 (152) 를 통하여 데이터 입/출력 단자 (DQ) 로 전송된다. SRAM 부가 ×8-bit 구성을 가지므로, 8세트의 데이터 입/출력 회로가 동시에 동작하여 8개의 데이터를 출력한다. 데이터 리드 경로의 반대경로를 따라서 데이터가 SRAM 셀에 라이트된다. 데이터 입/출력 라인 (SIO) 과 글로벌 데이터 입/출력 라인 (GIO) 을 이용하는 이러한 회로구성을 이용함으로써, 모든 SRAM 셀의 SRAM 로우 선택이 불필요하게 되며, SRAM 로우 선택신호라인의 부하가 감소되어, SRAM 셀의 고속 데이터 입/출력이 가능하게 된다. 또, 이러한 구성을 이용함으로써, 데이터 입/출력 라인 (SIO) 의 부하가 증가하지 않아, 비록 SRAM 셀의 로우 갯수가 증가하는 경우에도 고속 동작이 실현될 수 있게 된다.80 schematically shows another example of the configuration of an SRAM unit including a data input / output terminal in the case of having an 8-bit configuration. In the case of data output from the SRAM, the data of the SRAM cells of the selected column is output to each data input / output line SIO. The data input / output line SIO of the selected row is connected to the global data input / output line GIO, and the data is transmitted to the corresponding data amplifier 153. The data is then transferred to the data input / output terminal DQ via the read / write bus line RWL, data latch circuit 151 and data buffer 152. Since the SRAM addition has an 8-bit configuration, eight sets of data input / output circuits operate simultaneously to output eight data. Data is written to the SRAM cell along the opposite path of the data read path. By using this circuit configuration using the data input / output line (SIO) and the global data input / output line (GIO), the SRAM row selection of all SRAM cells becomes unnecessary, and the load on the SRAM row selection signal line is reduced, High speed data input / output of SRAM cells is enabled. Further, by using such a configuration, the load on the data input / output line SIO does not increase, so that high speed operation can be realized even if the number of rows of SRAM cells increases.
(SRAM 칼럼 용장회로)(SRAM column redundant circuit)
도 81 은 입/출력 단자 (DQ) 중의 하나에 대응하는 SRAM 셀 어레이에 대한 SRAM 칼럼 용장회로의 구성예를 나타낸 것이다.81 shows an example of the configuration of an SRAM column redundant circuit for an SRAM cell array corresponding to one of the input / output terminals DQ.
도 81 에서, 용장 SRAM 셀 칼럼은 SRAM 셀 어레이의 상단에 배치된다. 용장 데이터 입/출력 라인은 SRAM 로우 선택 스위치를 통하여 SRAM 셀 어레이로부터 상방으로 연장하며 통상의 (비용장) 데이터 입/출력 라인은 또 다른 로우 선택 스위치을 통하여 SRAM 셀 어레이로부터 하방으로 연장한다. 글로벌 데이터 입/출력 라인은 SRAM 어레이의 상부에 배치되며 용장 데이터 증폭기 및 라이트 버퍼에 접속되며, 통상의 (비용장) 글로벌 데이터 입/출력 라인은 SRAM 어레이의 하부에 배치되며 통상의 데이터 증폭기 및 라이트 버퍼에 접속된다. SRAM 셀 칼럼으로부터 용장 SRAM 셀 칼럼으로의 스위칭은 글로벌 데이터 입/출력 라인을 스위칭하거나 또는 데이터 증폭기와 라이트 버퍼의 스위칭에 의해 수행된다. 이러한 구성에 의해, 모든 입/출력 단자 (DQ) 에 대한 용장 셀 칼럼에의 SRAM 어레이의 스위칭이 가능하게 되며, 용장 셀 칼럼에의 스위칭이 발생하는 경우에도 용장 셀 칼럼에의 액세스 시간에서의 차이를 제거하는 것이 가능하다. 비록, 이 실시예에서는, 용장 SRAM 셀 칼럼, 데이터 입/출력 라인 및 글로벌 데이터 입/출력 라인이 SRAM 셀 어레이의 상부에 배치되나, 이들의 배치는 이에 한정되지 않는다.In FIG. 81, the redundant SRAM cell column is disposed on top of the SRAM cell array. A redundant data input / output line extends upwards from the SRAM cell array through an SRAM row select switch and a typical (non-long-term) data input / output line extends downward from an SRAM cell array through another row select switch. Global data input / output lines are located on top of the SRAM array and are connected to redundant data amplifiers and write buffers, and conventional (non-long) global data input / output lines are located below the SRAM array and are typically populated with conventional data amplifiers and writes. Connected to the buffer. Switching from the SRAM cell column to the redundant SRAM cell column is performed by switching global data input / output lines or by switching data amplifiers and write buffers. This configuration enables the switching of the SRAM array to the redundant cell column for all input / output terminals DQ, and the difference in access time to the redundant cell column even when switching to the redundant cell column occurs. It is possible to remove it. Although in this embodiment, redundant SRAM cell columns, data input / output lines and global data input / output lines are arranged on top of the SRAM cell array, but their arrangement is not so limited.
(8) 기타(8) other
1. (전원전압)1. (Power supply voltage)
(DRAM 및 SRAM 에 인가된 전원전압〕(Power supply voltage applied to DRAM and SRAM)
도 82 는 DRAM 어레이부 및 SRAM 어레이부에의 전원접속의 구성예를 나타낸 것이다.82 shows an example of the configuration of power supply connections to the DRAM array unit and the SRAM array unit.
도 82 에서, 이 반도체 메모리 장치는 외부 전원전압 (VEXT) 을 기초로 하여 내부 전원전압 (VINT) 을 발생시키는 전원전압 변환회로 (603) 를 포함한다. 내부 전원전압 (VINT) 은 DRAM 어레이부 (601) 에 인가되며, 외부 전원전압 (VEXT) 은 SRAM 어레이부 (602) 에 직접 인가된다. 최근 DRAM 에서는, 공정의 최소화가 향상되어, 메모리 셀의 파괴전압이 감소되고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여는, 메모리 셀 어레이의 전원전압을 외부 전원전압보다 작게 하는 것이 보통이다. 그러나, 트랜지스터의 구동능력이 전원전압의 감소에 따라 반드시 열화되므로, 동작 속도에 대한 방해물이 된다. 이 실시예에서는, SRAM 부의 소형화가 DRAM 어레이부의 소형화에 비해 제한되며, 외부 전원전압 (VEXT) 가 SRAM 부에 사용될 수 있도록 함으로써, SRAM 부의 고속 동작속도가 달성된다. 예를들어, SRAM 셀에의 라이트 데이터의 라이트 속도가, SRAM 셀에서의 데이터 라이트 시간의 전원전압 의존성의 시뮬레이션 결과인 도 84 에 나타낸 바와 같이, 외부 전원전압 (VEXT) = 3.3V 이고 내부 전원전압 (VINT) = 2.5V 인 경우에 41% 만큼 증가되게 된다.In FIG. 82, this semiconductor memory device includes a power supply voltage converting circuit 603 that generates an internal power supply voltage VINT based on the external power supply voltage VEXT. The internal power supply voltage VINT is applied to the DRAM array unit 601, and the external power supply voltage VEXT is directly applied to the SRAM array unit 602. In the recent DRAM, minimization of the process is improved, and the breakdown voltage of the memory cell is reduced. In order to solve this problem, it is common to make the power supply voltage of the memory cell array smaller than the external power supply voltage. However, since the driving ability of the transistor deteriorates necessarily with the decrease of the power supply voltage, it becomes an obstacle to the operation speed. In this embodiment, the miniaturization of the SRAM unit is limited compared to the miniaturization of the DRAM array unit, and the high speed operation speed of the SRAM unit is achieved by allowing the external power supply voltage VEXT to be used for the SRAM unit. For example, as shown in FIG. 84, where the write speed of the write data to the SRAM cell is a simulation result of the power supply voltage dependency of the data write time in the SRAM cell, the external power supply voltage (VEXT) = 3.3V and the internal power supply voltage. If (VINT) = 2.5V, it is increased by 41%.
도 83 은 DRAM 어레이부 및 SRAM 어레이부에의 전원접속의 구성예를 나타낸 것이다.83 shows an example of the configuration of power supply connections to the DRAM array unit and the SRAM array unit.
도 83 에서, 이 반도체 메모리 장치는 외부 전원전압 (VEXT) 을 기초로 하여 제 1 내부 전원전압 (VINT1) 과 제 2 내부 전원전압 (VINT2) 을 발생시키는 전원전압 변환회로 (603) 를 포함한다. 제 1 내부 전원전압 (VINT) 은 DRAM 어레이부 (601) 에 인가되며, 제 2 내부 전원전압 (VINT2) 은 SRAM 어레이부 (602) 에 직접 인가된다. 이때, 제 2 내부 전원전압 (VINT2) 을 제 1 내부 전원전압 (VINT1) 보다 더 높게 함으로써, 도 82 에 나타낸 구성에 의해 얻을 수 있는 효과와 동일한 효과를 얻을 수가 있다. 이때, 제 1 내부 전압전압 (VINT1) 및 제 2 내부 전압전압 (VINT2) 을 각각 발생시키기 위하여 2개의 전원전압 변환회로 (603) 를 사용할 수도 있다.In FIG. 83, this semiconductor memory device includes a power supply voltage converting circuit 603 for generating the first internal power supply voltage VINT1 and the second internal power supply voltage VINT2 based on the external power supply voltage VEXT. The first internal power supply voltage VINT is applied to the DRAM array unit 601, and the second internal power supply voltage VINT2 is directly applied to the SRAM array unit 602. At this time, by making the second internal power supply voltage VINT2 higher than the first internal power supply voltage VINT1, the same effects as those obtained by the configuration shown in FIG. 82 can be obtained. At this time, two power supply voltage converting circuits 603 may be used to generate the first internal voltage VINT1 and the second internal voltage VINT2, respectively.
전원전압에 관련된 기판 퍼텐셜은, 메인 메모리부와 서브 메모리부를 구성하는 메모리 셀의 종류에 따라서 여러가지 경우가 고려될 수 있다. 예를들어, 메인 메모리가 다이나믹 메모리 셀로 구성되는 경우, 기판의 다른 영역보다 더 낮은 메인 메모리부, 또는 메인 메모리부, 서브 메모리부 및 쌍방향 데이터 전송회로에 대해 기판 퍼텐셜을 이용할 수 있다. 이 기판 퍼텐셜은 P형 기판에 P우물, N우물 및 더 깊은 N우물을 형성함으로써, 실현될 수 있다.The substrate potential related to the power supply voltage may be considered in various cases depending on the type of memory cells constituting the main memory unit and the sub memory unit. For example, when the main memory is composed of dynamic memory cells, the substrate potential may be used for the main memory portion lower than other regions of the substrate, or for the main memory portion, the sub memory portion, and the bidirectional data transfer circuit. This substrate potential can be realized by forming P wells, N wells, and deeper N wells in the P-type substrate.
2. (다른 기능의 설명)2. (explanation of other functions)
(기능 1: 복사전송)(Function 1: Copy Transfer)
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 동일 칼럼상의 SRAM 메모리 셀들간, 예를들어, 메모리 셀 (SMC1) 과 도 68 에 나타낸 메모리 셀 (SMC16) 사이에 데이터 전송기능을 가질 수 있다.The semiconductor memory device according to the present invention can have a data transfer function between SRAM memory cells on the same column, for example, between memory cell SMC1 and memory cell SMC16 shown in FIG.
이러한 구성에 의해, SRAM 셀 어레이의 하나의 로우의 셀 데이터를 DRAM 셀 로부터의 전송의 경우에서의 속도보다 더 고속으로 또다른 로우에 복사할 수 있다. 또, 이 기능은 DRAM 에 대해 데이터 전송동작의 영향없이 실행될 수 있다.With this arrangement, the cell data of one row of the SRAM cell array can be copied to another row at a higher speed than in the case of transfer from the DRAM cell. This function can also be executed without affecting the data transfer operation for the DRAM.
이하, 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 셀로부터 메모리 셀 (SMC16) 을 포함한 하나의 로우의 셀로의 데이터 전송동작을, 도 68 을 참조하여, 설명한다.Hereinafter, a data transfer operation from a cell in one row including the memory cell SMC1 to a cell in one row including the memory cell SMC16 will be described with reference to FIG. 68.
먼저, SRAM 셀 리드/라이트 로우 선택 신호 (SWL1) 가 활성화되어 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 셀들의 데이터가 각 SRAM 비트라인으로 전송된다. 그후, SRAM 셀 리드/라이트 로우 선택신호 (SWL16) 가 활성화되어 각 비트라인의 데이터를 메모리 셀 (SMC16) 을 포함한 하나의 로우의 셀들로 전송되며, 셀 데이터가 리라이트된다. 데이터가 SRAM 비트라인 (SBL) 을 이용하여 전송되므로, 예를들어, SRAM 셀 데이터 전송로우 선택신호 (TWL2) 에 의해 선택되는 메모리 셀 (SMC2) 을 포함한 하나의 로우의 셀들과 DRAM 셀 간의 데이터 전송이, 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 로우의 셀들로부터 메모리 셀 (SMC16) 을 포함한 로우의 셀들로의 데이터 전송에 관계없이, 데이터 전송 버스라인 (TBL) 을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 모든 동작들은 명령 입력에 의해 수행되며, 따라서, 전송하는 SRAM 셀군과 전송된 SRAM 셀군을 지정하기 위한 명령이 부가되어야 한다.First, the SRAM cell read / write row select signal SWL1 is activated so that data of one row of cells including the memory cell SMC1 is transferred to each SRAM bitline. Thereafter, the SRAM cell read / write row select signal SWL16 is activated to transfer the data of each bit line to one row of cells including the memory cell SMC16, and the cell data is rewritten. Since data is transferred using the SRAM bit line SBL, for example, data transfer between one row of cells including a memory cell SMC2 selected by the SRAM cell data transfer row select signal TWL2 and a DRAM cell. This can be performed using the data transfer busline TBL, regardless of the data transfer from the cells in the row including the memory cell SMC1 to the cells in the row including the memory cell SMC16. All these operations are performed by command input, so a command for designating the SRAM cell group to be transmitted and the SRAM cell group to be transmitted must be added.
(기능 2: 임시 셀 전송)(Function 2: Send Temporary Cell)
도 68 에 나타낸 SRAM 셀 어레이부의 구성에서는, 지정된 데이터가 존재하는 경우, 또다른 로우의 DRAM 셀로부터의 데이터 전송을 행함으로써, 데이터가 새롭게 리드되며, 그 데이터를 DRAM 에 임시 전송한 후 (리스토어 전송동작), 또다른 로우의 DRAM 으로부터의 데이터 전송을 수행함 (프리패치 전송동작) 으로써, SRAM 셀에 라이트된 데이터가 리드된다. DRAM 셀에의 데이터 전송의 싸이클 시간을 tRC 로서, DRAM 셀로부터 DAM 셀로의 데이터 전송 (프리패치 던송동작) 으로부터 SRAM 데이터의 독출까지의 시간을 tRAC 로서 기술하면, 데이터 리드를 완결하는데 tRC+tRAC 의 시간이 소요된다. 그러나, 다음의 동작을 제공함으로써 고속으로 데이터를 리드할 수 있다.In the configuration of the SRAM cell array section shown in Fig. 68, when the specified data exists, data is newly read by performing data transfer from another row of DRAM cells, and the data is temporarily transferred to the DRAM (restoration transfer). Operation), by performing data transfer from another row of DRAM (prefetch transfer operation), data written to the SRAM cell is read. The cycle time of data transfer to the DRAM cell is described as tRC, and the time from the data transfer from the DRAM cell to the DAM cell (prefetch dunson operation) to the reading of the SRAM data is described as tRAC. It takes time. However, data can be read at high speed by providing the following operation.
도 85 는 이러한 기능을 실현하는 SRAM 어레이부의 상세구성의 예를 나타낸 것이다.85 shows an example of a detailed configuration of an SRAM array unit which realizes such a function.
도 85 에서, 그 구성은, 도 85 에 나타낸 구성이 임시 SRAM 셀의 하나의 로우와 제어신호 (TCSL) 에 의해 임시 셀 로우를 선택하기 위한 선택회로 (309) 를 부가적으로 포함하는 점을 제외하고는, 도 68 에 나타낸 구성과 실질적으로 동일하다. 제어신호 (TCSL) 는 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 전송 제어신호들중의 한 신호로서, 임시 셀로의 데이터 전송이 수행되는 경우에 발생된다. 그 대신에, 기존 SRAM 셀 로우들중의 하나가 임시 SRAM 셀 로우로서 선택될 수 있도록, SRAM 어레이를 구성하거나, 또는 복수개의 임시 SRAM 셀 로우를 부가하는 것이 가능하다.In FIG. 85, the configuration except that the configuration shown in FIG. 85 additionally includes a selection circuit 309 for selecting a temporary cell row by one row of the temporary SRAM cell and the control signal TCSL. This configuration is substantially the same as the configuration shown in FIG. 68. The control signal TCSL is one of the transmission control signals generated by the operation control circuit shown in Fig. 54 and is generated when data transmission to the temporary cell is performed. Instead, it is possible to configure an SRAM array or add a plurality of temporary SRAM cell rows so that one of the existing SRAM cell rows can be selected as a temporary SRAM cell row.
이하, 도 86 을 참조하여, 도 85 에서 SRAM 셀의 데이터가 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 메모리 셀 데이터를 임시 메모리 셀 (SMCD) 을 포함한 하나의 로우의 메모리 셀로 전송 (복사) 하고 그 DRAM 셀로부터의 데이터를 메모리셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 셀들로 전송 (프리패치) 함으로써, 리드되는 경우의 동작예를 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 86, in FIG. 85, the data of the SRAM cell transfers (copys) one row of memory cell data including the memory cell SMC1 to one row of memory cells including the temporary memory cell SMCD. An operation example in the case of being read by transferring (prefetching) data from the DRAM cell to one row of cells including the memory cell SMC1 will be described.
먼저, 독출될 데이터를 갖는 소정 DRAM 셀 로우를 선택하기 위하여 활성화 명령이 입력된다. 그후, 임시 SRAM 셀로의 데이터 전송을 위하여 새롭게 부가된 명령 (임시 셀 복사 명령) 이 입력되는 경우, 제어신호 (TCSL) 가 활성화된다. SRAM 셀 리드/라이트 로우 선택신호 (SWL1) 가 그 명령과 동시에 입력된 SRAM 로우 어드레스에 의해 활성화되며, 그 어드레스로 데이터가 전송되어, 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 셀 데이터가 각 SRAM 비트라인으로 전송된다. 그후, SRAM 임시 셀 리드/라이트 로우 선택신호 (SWLD) 가 제어신호 (TCSL) 에 의해 활성화되어, 각 비트라인의 데이터가 임시 메모리 셀 (SMCD) 을 포함한 하나의 로우의 임시 셀로 전송되어, 그 셀 데이터가 리라이트된다. 이 동작은 (기능 1) 의 항목에서 설명한 SRAM 셀 어레이의 소정의 한 로우의 셀 데이터를 복사하는 동작과 동일하다. 이 동작에 의해, 전송될 셀 데이터를 DRAM 에 임시 저장하는 것이 가능하다. 그후, 프리패치 명령이 입력되어, DRAM 셀로부터 메모리 셀 (SMC1) 을 포함한 하나의 로우의 셀로의 데이터 전송 (프리패치 전송동작) 을 수행하여, 독출될 데이터를 SRAM 메모리 셀로 전송한다. 그후, 리드 명령이 입력되어, 그 SRAM 셀로부터의 데이터를 리드한다. 이상 설명한 바와 같이, 시간 (tRC) 를 제거하여 시간 (tRAC) 동안에 데이터를 리드하는 것이 가능하다. 그후, 임시 셀로 전송된 데이터가 DRAM 으로 전송된다 (임시 셀 리스토어 전송동작).First, an activation command is input to select a predetermined DRAM cell row having data to be read. Then, when a newly added command (temporary cell copy command) is input for data transfer to the temporary SRAM cell, the control signal TCSL is activated. The SRAM cell read / write row select signal SWL1 is activated by the SRAM row address input at the same time as the command, and data is transferred to the address, so that one row of cell data including the memory cell SMC1 is stored in each SRAM. It is sent on the bit line. Then, the SRAM temporary cell read / write row select signal SWLD is activated by the control signal TCSL so that the data of each bit line is transferred to a temporary cell of one row including the temporary memory cell SMCD, and the cell The data is rewritten. This operation is the same as the operation of copying cell data of a predetermined row in the SRAM cell array described in the item of (Function 1). By this operation, it is possible to temporarily store the cell data to be transferred in the DRAM. Thereafter, a prefetch command is input to perform data transfer (prefetch transfer operation) from the DRAM cell to one row of cells including the memory cell SMC1 to transfer the data to be read to the SRAM memory cell. Thereafter, a read command is input to read data from the SRAM cell. As described above, it is possible to remove the time tRC to read data during the time tRAC. Then, the data transferred to the temporary cell is transferred to the DRAM (temporary cell restore transfer operation).
(기능 3: 복수 로우의 동시 전송)(Function 3: Simultaneous transmission of multiple rows)
본 발명의 반도체 메모리 장치는, DRAM 의 선택된 로우에서의 셀군 데이터가 SRAM 부로 전송되는 경우에, 복수개의 로우의 SRAM 셀군을 동시에 선택함으로써, 동일한 데이터를 전송하는 기능을 가질 수 있다.The semiconductor memory device of the present invention can have the function of transferring the same data by simultaneously selecting the SRAM cell groups of a plurality of rows when the cell group data in the selected row of DRAM is transferred to the SRAM unit.
이 기능은 간단한 회로에 의해 부가될 수 있다. 도 68 에서는, 상기 기능을 실행하기 위하여 새롭게 부가된 명령에 의해 발생된 제어신호를 SRAM 로우 제어회로 (124) 에 부가하여 그 제어신호로 그 SRAM 내부 로우 어드레스 신호를 제어함으로써, 복수개의 SRAM 셀 데이터전송 로우 선택신호 (TWL) 를 충분히 활성화시킬 수 있다.This function can be added by a simple circuit. In Fig. 68, a plurality of SRAM cell data is obtained by adding a control signal generated by a newly added command to execute the function to the SRAM row control circuit 124 and controlling the SRAM internal row address signal with the control signal. The transmission row select signal TWL can be sufficiently activated.
(기능 4: 자동 연속 프리패치/리스토어 전송)(Function 4: Automatic Continuous Prefetch / Restore Transfer)
선택된 로우의 DRAM 셀 데이터들중에서, DRAM 셀 디코더에 의해 선택된 DRAM 셀 군의 데이터가 SRAM 부로 전송되는 경우, 반도체 메모리 장치는, 복수개의 명령에 의해 데이터전송을 반복하지 않고 하나의 명령으로 소정의 인칩 (in-chip) 지연시간에 대응하는 간격으로 전송동작을 연속적으로 반복함으로써, 총 데이터 전송시간을 감소시키는 기능을 가질 수 있다.Among the DRAM cell data of the selected row, when the data of the DRAM cell group selected by the DRAM cell decoder is transferred to the SRAM unit, the semiconductor memory device does not repeat the data transfer by a plurality of commands, but in-chip predetermined by one command. By continuously repeating the transfer operation at intervals corresponding to the (in-chip) delay time, the total data transfer time can be reduced.
도 87 은 이 기능에 관련된 내부동작의 예를 나타낸 것이다.87 shows an example of internal operations related to this function.
이 설명에서는, 하나의 로우의 DRAM 셀이 DRAM 칼럼 디코더에 의해 4개의 DRAM 셀군으로 분할되는 것으로 가정한다. 그러나, 그 DRAM 셀은 어떠한 갯수의 DRAM 셀군으로 분할될 수도 있다.In this description, it is assumed that one row of DRAM cells is divided into four DRAM cell groups by a DRAM column decoder. However, the DRAM cells may be divided into any number of DRAM cell groups.
도 87 에서, 이 기능을 정의하는 새롭게 부가된 명령 (프리패치 (2) 명령) 이 입력되는 경우, 4개의 내부 카운터업 신호가 칩내의 소정의 지연시간에 대응하는 간격으로 연속적으로 발생된다. 내부 칼럼 어드레스 신호를 발생시키기 위한 DRAM 칼럼 제어신호 및 SRAM 내부 로우 어드레스 신호를 발생시키기 위한 SRAM 로우 제어신호가 각각 카운터 회로에 제공된다. DRAM 칼럼 어드레스와 SRAM 로우 어드레스는, 명령 입력과 동시에 입력되며, 초기 내부 카운터업 신호에 의해 취입되고, 후속 내부 카운터업 신호에 의해 각 어드레스가 차례로 카운터업된다. 각 데이터는 4개의 카운터업 신호의 싸이클에서 전송된다.In Fig. 87, when a newly added instruction (prefetch (2) instruction) defining this function is input, four internal counter-up signals are continuously generated at intervals corresponding to a predetermined delay time in the chip. A DRAM column control signal for generating an internal column address signal and an SRAM row control signal for generating an SRAM internal row address signal are respectively provided to the counter circuit. The DRAM column address and the SRAM row address are input simultaneously with the command input, taken in by the initial internal counter up signal, and each address is sequentially countered up by the subsequent internal counter up signal. Each data is transmitted in a cycle of four counterup signals.
이와 유사하게, 복수개의 SRAM 셀군의 데이터가 DRAM 로우 디코더와 DRAM 칼럼 디코더에 의해 선택된 복수개의 DRAM 셀군으로 전송되며, 그 반도체 메모리 장치는, 복수개의 명령에 의한 데이터 전송을 반복하지 않고 하나의 명령으로 소정의 인칩 지연시간에 대응하는 간격으로 전송동작을 연속적으로 반복함으로써, 복수개의 DRAM 셀군을 전송하는 기능을 각각 가질 수 있다. 이 기능은, 내부 칼럼 어드레스 신호를 발생시키기 위한 DRAM 칼럼 제어회로 및 SRAM 내부 로우 어드레스를 발생시키기 위한 SRAM 내부 제어회로에 카운터 회로를 제공하여 칩내의 소정 지연시간에 대응하는 간격으로 내부 카운터업 신호를 연속적으로 발생시킴으로써, 앞의 기능과 유사하게 실현될 수 있다.Similarly, data of a plurality of SRAM cell groups is transferred to a plurality of DRAM cell groups selected by a DRAM row decoder and a DRAM column decoder, and the semiconductor memory device does not repeat data transfer by a plurality of commands in one command. By repeatedly repeating the transfer operation at intervals corresponding to a predetermined in-chip delay time, each of the plurality of DRAM cell groups can be transferred. This function provides a counter circuit to the DRAM column control circuit for generating the internal column address signal and the SRAM internal control circuit for generating the SRAM internal row address so as to generate the internal counter up signal at an interval corresponding to a predetermined delay time in the chip. By generating continuously, it can be realized similarly to the foregoing function.
(기능 5: 복수 로우 연속 리드/라이트)(Function 5: Multiple Low Continuous Leads / Writes)
본 발명의 반도체 메모리 장치는, 하나의 명령으로 복수개의 로우의 SRAM 셀군에 대해 미리 지정된 시이퀀스에 따라서 복수개의 로우의 SRAM 셀군의 모든 데이터를 소정 간격으로 연속적으로 리드/라이트하는 기능을 가질 수도 있다.The semiconductor memory device of the present invention may have a function of continuously reading / writing all data of the SRAM cell groups of the plurality of rows at predetermined intervals according to a predetermined sequence for the SRAM cell groups of the plurality of rows with one command. .
이와 같은 기능에 의해, 예를들어, DRAM 의 하나의 로우의 셀 데이터가 복수개의 SRAM 셀군에 유지되는 경우, DRAM 의 하나의 로우의 모든 셀 데이터가 소정 시이퀀스로 연속적으로 리드/라이트하는 것이 가능하게 되어, 그 반도체 메모리를 제어하기 위한 칩세트 및/또는 메모리 제어장치의 부하가 감소되어 다른 SRAM 셀군과 DRAM 부와 함께 칩세트의 동작이 가능하게 된다. 또, 이 기능이 기능 4와 함께 이용되는 경우 다른 효과를 제공하는 것도 가능하다.By such a function, for example, when cell data of one row of DRAM is held in a plurality of SRAM cell groups, it is possible to continuously read / write all the cell data of one row of DRAM in a predetermined sequence. As a result, the load of the chipset and / or the memory controller for controlling the semiconductor memory is reduced to enable the operation of the chipset along with other SRAM cell groups and DRAM units. It is also possible to provide other effects when this function is used in conjunction with function 4.
도 88 은 이 기능을 실현하기 위한 SRAM 로우 제어회로의 상세구성 예를 나타낸 것이다.88 shows an example of the detailed configuration of an SRAM row control circuit for realizing this function.
도 88 에서, 이 SRAM 로우 제어회로는, 제어신호 (SRE) 에 의해 도 74 에 나타낸 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 의 출력을 취입하여 그 SRAM 칼럼 어드레스가 상위 어드레스가 될 때 발생된 내부 카운터업 신호 (SRUP) 로 소정의 어드레스 시이퀀스에서 출력을 카운터업하기 위한 카운터 회로 (351), 및 래치회로 (35) 와 카운터 회로 (351) 의 출력들중의 어느 하나를 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 로 통과시키는 멀티플렉서 (352) 를 부가하여 구성된다. 이 멀티플렉서 (352) 는, 리드/라이트 명령 입력시에 래치회로 (350) 의 출력을 한 싸이클에서 선택하도록, 제어신호 (SRSL) 에 의해 제어된다. SRAM 칼럼 제어회로는 이 기능을 정의하는 새롭게 부가된 명령이 도 75 에 나타낸 카운터 회로 (506) 에 입력되는 경우에 취해진 칼럼 어드레스로부터 상위 어드레스로 차례로 이동시키는 기능을 가진다.In FIG. 88, this SRAM row control circuit receives an output of the SRAM internal row address latch circuit 350 shown in FIG. 74 by the control signal SRE, and an internal counter generated when the SRAM column address becomes the upper address. A counter circuit 351 for countering up an output at a predetermined address sequence with an up signal SRUP, and any one of the outputs of the latch circuit 35 and the counter circuit 351 is provided with a row address latch circuit inside the SRAM. A multiplexer 352 to pass through 350 is added. The multiplexer 352 is controlled by the control signal SRSL to select the output of the latch circuit 350 in one cycle at the time of the read / write command input. The SRAM column control circuit has a function of sequentially moving from the column address taken when the newly added instruction defining this function is input to the counter circuit 506 shown in FIG. 75.
도 89 는 이 기능의 리드 기능의 내부동작 예를 나타낸 것이다.89 shows an example of the internal operation of the read function of this function.
도 89 에서, 이 기능을 정의하는 새롭게 부가된 명령 (리드 (2) 명령) 이 입력되는 경우, 제어신호 (SRSL) 가 발생되어, 그 SRAM 내부 로우 어드레스 래치회로 (350) 의 출력이 멀티플렉서 (352) 에 의해 SRAM 내부 로우 어드레스 (iASR0 내지 iASR3) 가 되며, 제어신호 (SRE) 에 의해 카운터 회로 (351) 에 취입된다. 그후, 칼럼 어드레스가 기준클럭 (CLK) 에 동기하여 증분되며, 카운터 (351) 는, 카운터가 최상위 어드레스로 된 경우에 발생된 내부 카운터업 신호 (SRUP) 에 의해 로우 어드레스를 증분시킨다. 카운터가 최상위 어드레스가 된 후, 멀티플렉서 (352) 가 제어신호 (SRSL) 에 의해 제어되어, 카운터 회로 (351) 의 출력이 SRAM 내부 로우 어드레스 (iASR0 내지 iASR3) 로 된다. 따라서, 로우 및 칼럼 어드레스를 차례로 이동시킴으로써, 복수개의 로우의 SRAM 셀군의 모든 데이터를 연속적으로 리드할 수 있다.In FIG. 89, when a newly added instruction (lead (2) instruction) defining this function is input, a control signal SRSL is generated so that the output of the SRAM internal row address latch circuit 350 is multiplexed. ) Become the SRAM internal row addresses iASR0 to iASR3, and are taken into the counter circuit 351 by the control signal SRE. Thereafter, the column address is incremented in synchronization with the reference clock CLK, and the counter 351 increments the row address by the internal counterup signal SRUP generated when the counter becomes the highest address. After the counter becomes the most significant address, the multiplexer 352 is controlled by the control signal SRSL so that the output of the counter circuit 351 becomes the SRAM internal row addresses iASR0 to iASR3. Therefore, by sequentially shifting the row and column addresses, all the data of the SRAM cell groups of the plurality of rows can be read continuously.
내부 카운터업 신호 (SRUP), 제어신호 (SRE) 및 제어신호 (SRSL) 는 도 54 에 나타낸 동작 제어회로에 의해 발생된 SRAM 부 제어신호들이다.The internal counter up signal SRUP, control signal SRE, and control signal SRSL are SRAM sub-control signals generated by the operation control circuit shown in FIG.
(기능 6: 실시간 모드 설정)(Function 6: Real Time Mode Setting)
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는, 리드/라이트 동작이 명령 입력에 의해 SRAM 셀에 대해 수행되는 경우에 입력된 리드/라이트 명령과 동시에, 버스트 길이, 데이터 입/출력 어드레스 시이퀀스 및 레이턴시, 등과 같은 데이터 입/출력 모드를 설정하는 기능을 가질 수 있다.The semiconductor memory device according to the present invention, such as burst length, data input / output address sequence and latency, and the like simultaneously with a read / write command input when a read / write operation is performed on an SRAM cell by command input, It can have a function to set the data input / output mode.
이러한 기능에 의해, 이러한 모드 요구시에 다른 데이터 입/출력 모드를 지정할 수 있으므로, 본 발명의 반도체 메모리 장치를 제어하기 위한 칩세트와 반도체 제어장치의 부하를 실질적으로 감소시켜 시스템 성능을 향상시키는 것이 가능하다.With this function, different data input / output modes can be specified when such a mode is requested. Therefore, it is possible to substantially reduce the load on the chipset and the semiconductor controller for controlling the semiconductor memory device of the present invention to improve system performance. It is possible.
도 90 은 이 기능에 따른 리드(3)/라이트(3) 명령과 각 입력단자 상태간의 대응관계 표를 나타낸 것이다. 도 90 에 나타낸 표는 도 10 에 나타낸 표와, 버스트 길이 선택이 리드/라이트 명령 입력시에 사용되지 않는 어드레스 단자 (A11, A12 및 A13) 에 지정되는 점에서 서로 다르다. 따라서, 3-bit 어드레스 단자의 상태에 따라서, 리드(3)/라이트(3) 명령입력과 동시에 도 26 에 나타낸 버스트 길이를 선택/지정하는 것이 가능하다. 비록 이 실시예에서는 버스트 길이선택이 지정되었지만, 이와 유사하게, 데이터 입/출력 어드레스 시이퀀스, 레이턴시, 등과 같은 데이터 입/출력 모드를 지정하는 것도 가능하다.Fig. 90 shows a table of correspondences between the read (3) and write (3) commands according to this function and the state of each input terminal. The table shown in FIG. 90 differs from the table shown in FIG. 10 in that burst length selection is assigned to address terminals A11, A12, and A13 that are not used at the time of read / write command input. Therefore, according to the state of the 3-bit address terminal, it is possible to select / specify the burst length shown in FIG. 26 simultaneously with the input of the read 3 / write 3 command. Although burst length selection is specified in this embodiment, it is similarly possible to specify data input / output modes such as data input / output address sequence, latency, and the like.
도 91 은 이 기능이 사용되는 동작 예를 나타낸 것이다.91 shows an example of operation in which this function is used.
도 91 에서, 데이터 입/출력 어드레스 시이퀀스는 시이퀀셜로 설정되며, 레이턴시는 2로 설정되고, 버스트 길이는 리드 (3) 명령입력시에 어드레스 신호 (A11 내지 A13) (내부 어드레스신호 (iA11 내지 iA13)) 에 의해 변경된다. 이는 통상의 SDRAM 에서와 같이, 버스트 길이의 설정에 따라서 도 75 에 나타낸 SRAM 칼럼 제어회로내의 카운터 회로를 제어하여 SRAM 내부 칼럼 어드레스 (iASC4 내지 iASC10) 를 제어함으로써, 실현될 수 있다.In FIG. 91, the data input / output address sequence is set to sequential, the latency is set to 2, and the burst length is set to the address signals A11 to A13 (internal address signals iA11 to 1) upon input of the read (3) command. iA13)). This can be realized by controlling the SRAM internal column addresses iASC4 to iASC10 by controlling the counter circuit in the SRAM column control circuit shown in FIG. 75 in accordance with the setting of the burst length as in the normal SDRAM.
(기능 7: 자동 리스토어/프리패치 전송)(Function 7: Automatic Restore / Prepatch Transfer)
또, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는, 데이터가 DRAM 셀군으로부터 SRAM 셀군으로 전송된 후, 또 다른 SRAM 셀군의 데이터로부터 DRAM 셀군으로 전송하는 기능을 가질 수 있다.In addition, the semiconductor memory device according to the present invention may have a function of transferring data from a DRAM cell group to an SRAM cell group and then transferring data from another SRAM cell group to the DRAM cell group.
이 기능을 실현하기 위해서는, 데이터 전송시에 DRAM 로우 어드레스 및 DRAM 칼럼 어드레스를 내부적으로 유지하기에 충분하므로, 도 60 에 나타낸 DRAM 내부 로우 어드레스 래치회로와 도 61 에 나타낸 DRAM 내부 칼럼 어드레스 래치회로를 이용하여 그 기능을 실현하는 것이 가능하다. 또, 각 뱅크마다 그러한 래치회로를 제공함으로써, 서로 다른 뱅크들의 교호접속이 가능하게 된다. 따라서, 리스토어 전송동작시에 DRAM 로우 어드레스와 DRAM 칼럼 어드레스를 지정할 필요가 없으며, 리스토어 동작을 요하는 유효시간이 단축되어, 반도체 메모리 장치를 제어하기 위한 칩세트와 메모리 제어장치내의 제어가 간단하게 되며 부하가 감소되고 시스템 성능이 향상되게 된다.In order to realize this function, the DRAM row address and DRAM column address shown in FIG. 60 and the DRAM internal column address latch circuit shown in FIG. It is possible to realize that function. In addition, by providing such a latch circuit in each bank, it is possible to alternately connect different banks. Therefore, it is not necessary to specify the DRAM row address and the DRAM column address during the restore transfer operation, and the effective time required for the restore operation is shortened, thereby simplifying the control in the chipset and the memory controller for controlling the semiconductor memory device. The load is reduced and system performance is improved.
이와 거의 유사하게, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는, 데이터가 DRAM 셀군으로부터 SRAM 셀군으로 전송된 후, 또다른 DRAM 셀군의 데이터가 SRAM 셀군으로 전송하는 기능을 가질 수 있다.Similarly, the semiconductor memory device according to the present invention may have a function of transferring data from another DRAM cell group to an SRAM cell group after data is transferred from the DRAM cell group to the SRAM cell group.
본 발명에 따르면, 복수개의 처리장치 (메모리 마스터) 를 포함한 시스템에 있어서, 복수개의 메모리 마스터로부터의 액세스 요구가 있더라도 캐쉬 히트를 감소시킴이 없이, 전체 시스템의 동작속도를 증가시킬 수 있도록, 복수의 액세스 요구에 대응하여 지정가능한, 메인 메모리부와 서브 메모리부를 갖는 반도체 집적회로 장치를 얻는 것이 가능하다.According to the present invention, in a system including a plurality of processing apparatuses (memory masters), a plurality of processing apparatuses (memory masters) can be used to increase the operating speed of the entire system without reducing the cache hit even if there are access requests from the plurality of memory masters. It is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device having a main memory section and a sub memory section, which can be designated in response to an access request.
Claims (6)
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